maisto chemija
TRANSCRIPT
ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS
Agronomijos fakultetas
Sodininkystės ir daržininkystės katedra
Aurelija Paulauskienė
MAISTO CHEMIJA
Laboratorinių darbų aprašas
1
ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS
Agronomijos fakultetas
Sodininkystės ir daržininkystės katedra
Aurelija Paulauskienė
MAISTO CHEMIJA
Laboratorinių darbų aprašas
AKADEMIJA
2012
2
Aurelija Paulauskienė
MAISTO CHEMIJA
Laboratorinių darbų aprašas
Recenzavo: doc. dr. Elvyra Jarienė, ASU Sodininkystės ir daržininkystės katedra,
Doc. dr. Biruta Bartaševičienė, ASU Chemijos katedra
Aprobuota:
Sodininkystės ir daržininkystės katedros posėdyje 2010 08 31, protokolo Nr. 17.
Agronomijos fakulteto metodinės komisijos posėdyje 2010 11 24, protokolo Nr. 4 (74)
Kalbą redagavo Marytė Židonienė
Maketavo Aldona Bagdonienė
© Aurelija Paulauskienė, 2012
© Aleksandro Stulginskio universitetas, 2012
3
Aurelija Paulauskienė
MAISTO CHEMIJA
Laboratorinių darbų aprašas
4
TURINYS
Pratarmė ............................................................................................................................................... 5
1 laboratorinis darbas. DRĖGMĖS NUSTATYMAS MAISTO PRODUKTUOSE ........................... 6
2 laboratorinis darbas. MAISTO PRODUKTŲ TANKIO NUSTATYMAS ...................................... 8
3 laboratorinis darbas. MAISTO PRODUKTŲ RŪGŠTINGUMO NUSTATYMAS ...................... 14
4 laboratorinis darba. SACHARIDŲ KIEKIO NUSTATYMAS MAISTO PRODUKTUOSE ....... 16
5 laboratorinis darbas. RIEBALŲ ŠVIEŽUMO VERTINIMAS ...................................................... 20
6 laboratorinis darbas. AZOTINIŲ JUNGINIŲ KIEKIO NUSTATYMAS MAISTO
PRODUKTUOSE .............................................................................................................................. 23
7 laboratorinis darbas. MINERALINIŲ MEDŽIAGŲ KIEKIO NUSTATYMAS MAISTO
PRODUKTUOSE .............................................................................................................................. 27
8 laboratorinis darbas. KALCIO IR FOSFORO KIEKIŲ NUSTATYMAS MAISTO
PRODUKTUOSE .............................................................................................................................. 31
9 laboratorinis darbas. ETANOLIO KIEKIO NUTATYMAS MAISTO PRODUKTUOSE ........... 35
LITERATŪRA................................................................................................................................... 39
5
Pratarmė
Studijų pagrindinės krypties dalyko „Maisto chemijos“ laboratorinių darbų aprašas skirtas
pirmos pakopos (bakalauro) Maisto mokslo studijų programos studentams. Dalykas priklauso
biomedicinos mokslų sričiai, žemės ūkio ir veterinarijos studijų krypčių grupei, maisto studijų
krypčiai, maisto mokslo šakai.
Šie laboratorinių darbų aprašai suteiks studentams žinių apie pagrindinius maisto produktų
komponentus, maisto produktuose vykstančius cheminius procesus ir pokyčius bei šių procesų įtaką
maisto produktų kokybei. Studentai įgis gebėjimų ir įgūdžių saugiai dirbti laboratorijoje, vertinti
cheminių pokyčių įtaką apdorojamų produktų kokybei, parinkti tinkamiausius technologinius
procesus, išsaugančius produktų maistinę vertę, analizuoti ir apibendrinti rezultatus, suformuluoti
išvadas, bei jas pagrįsti. Bus diegiamos tokios vertybinės nuostatos kaip sąžiningumas,
kūrybiškumas, nuostata nuolatos mokytis, gyventi sveikai, pasitikėti savo jėgomis, prisiimti
atsakomybę už savo veiksmus. Visas šias žinias, gebėjimus ir įgūdžius studentai galės taikyti
studijuodami antrojoje pakopoje ir savo profesinėje veikloje.
Kiekvieno laboratorinio darbo pradžioje trumpai supažindinama su teorija, nurodoma darbo
atlikimo eiga, rezultatų skaičiavimo metodika, reikalinga įranga ir reagentai. Darbo pabaigoje
pateikiami kontroliniai klausimai.
Prieš pradėdami dirbti kiekvieną laboratorinį darbą, studentai turi išstudijuoti pateiktą
medžiagą, atsakyti į kontrolinius klausimus. Turi žinoti saugaus darbo laboratorijoje taisykles,
suprasti atliekamo darbo esmę, analizes atlikti pagal pateiktus aprašus.
6
1 laboratorinis darbas. DRĖGMĖS NUSTATYMAS MAISTO PRODUKTUOSE
Vanduo (drėgmė) yra vienas iš pagrindinių daugumos maisto produktų komponentų. Vandens
kiekis skirtinguose maisto produktuose būna nuo 60 iki 96 %: mėsoje – 65–75 %, piene – 87 %,
vaisiuose – 72–92 % ir daržovėse – nuo 65 % iki 96 %. Mažiau jo esti grūduose ir jų produktuose –
10–15 %, duonoje – apie 35 %.
Vandens terpė yra maiste vykstančių cheminių ir mikrobiologinių procesų pagrindas, todėl
norint ilgiau išlaikyti maisto produktus vanduo pašalinamas džiovinant arba sujungiamas, t. y.
sumažinama aktyviojo vandens dalis.
Vandens kiekio (drėgmės) sąvoka glaudžiai siejasi su sausųjų medžiagų kiekio (sausosios
masės) sąvoka. Praktikoje priimta, kad sausųjų medžiagų kiekis produkte yra lygus 100 procentų
atėmus drėgmės kiekį, išreikštą procentais. Tokia priklausomybė tarp drėgmės kiekio ir sausųjų
medžiagų kiekio yra apytikslė, nes vandens kiekis priklauso nuo jo būsenos produkte (laisvas
vanduo ar surištas).
Labiausiais paplitę drėgmės nustatymo metodai yra šie:
- gravimetrija: džiovinimas kambario temperatūroje, terminis džiovinimas, džiovinimas
vakuume 70 ºC temperatūroje,
- distiliavimas su nesimaišančiu tirpikliu,
- Karlo Fišerio metodas,
- infraraudonųjų spindulių analizė,
- dujų chromatografija.
Dažniausiai taikomas drėgmės kiekio nustatymo metodas – terminis džiovinimas.
Susmulkintas produkto pavyzdys sveriamas prieš džiovinimą, džiovinamas ir vėl sveriamas.
Džiovinimas prasideda iš karto, kai tik vandens garų slėgis analizuojamame produkte pasidaro
aukštesnis, nei aplinkos atmosferos slėgis. Šiuos slėgių skirtumus galima padidinti:
- didinant produkto temperatūrą,
- pašalinant drėgmę iš džiovinamo produkto aplinkos,
- mažinant slėgį džiovinamo produkto aplinkoje.
Terminio džiovinimo metodai skiriasi tarpusavyje naudojama temperatūra, džiovinimo laiku
ir naudojamu slėgiu. Džiovinimo parametrų parinkimas priklauso nuo drėgmės kiekio produkte ir
paties produkto savybių. Dažniausiai džiovinama tokiose temperatūrose:
- 105 ºC (102–105 ºC),
- 130 ºC,
- 96–98 ºC.
Kartais gali būti naudojamas pradinis džiovinimas žemesnėje temperatūroje. Džiovinama
esant normaliam atmosferos slėgiui arba sumažintame slėgyje ir atitinkamai žemesnėje
temperatūroje. Džiovinimo procesas turi vykti taip, kad produkto sausosios medžiagos nepakistų.
Džiovinama iki pastovios masės, t. y. iki to momento, kai, sveriant tiriamą medžiagą, rodmenys
kinta ne daugiau kaip 1 mg. Ne visada tai galima pasiekti. Kartais baigiant džiovinti tiriamos
medžiagos masė gali padidėti sugėrusi drėgmę iš aplinkos. Dėl to skaičiuojant priimamas
didžiausias skirtumas produkto masės prieš džiovinimą ir po džiovinimo.
Karlo Fišerio metodas. Šiuo metodu vandens kiekis nustatomas paviršinio aktyvumo
medžiagose, taikant elektrometrinio titravimo pabaigos galutinio taško (ekvivalentinio taško)
aptikimą. Metodas taikomas miltelių, pastų ir tirpalų pavidalo produktams.
Kiti drėgmės nustatymo metodai. Daug sacharidų turintys produktai negali būti džiovinami
aukštesnėje nei 70 ºC temperatūroje, kad nesiskaidytų. Terminis džiovinimas nėra visiškai tinkamas
7
ir produktams, turintiems lakių komponentų, pvz., riebalams, aliejams, grūdams ir įvairioms
augalinėms medžiagoms bei maisto produktams. Distiliavimas yra alternatyvus vandens nustatymo
maisto produktuose metodas, leidžiantis išvengti klaidų, kylančių dėl lakių komponentų išgaravimo.
Šiuo atveju maisto produkto pavyzdys tirpinamas organiniame tirpiklyje (pvz., toluene C6H5CH3 ar
ksilene C6H4(CH3)2), kurio virimo temperatūra aukštesnė už vandens virimo temperatūrą. Gauta
suspensija šildoma ir distiliuojama. Distiliatas surenkamas vandeniu aušinamu kondensatoriumi.
Kiti metodai apima dujų chromatografiją ir infraraudonųjų spindulių analizę.
Drėgmės kiekio nustatymas terminio džiovinimo būdu
Darbo tikslas – išmokti nustatyti drėgmę ir sausąsias medžiagas maisto produktuose.
Užduotis. Pateiktuose mėginiuose nustatyti drėgmę ir apskaičiuoti sausųjų medžiagų kiekį.
Darbo eiga
Švarūs, sausi, tušti biuksai ir jų dangteliai 1 val. džiovinami džiovinimo spintoje, kurioje
nustatyta 105 ºC temperatūra. Dangteliai dedami greta biuksų, kad visi paviršiai džiūtų vienodai.
Biuksai su dangteliais išimami iš spintos ir sudedami į eksikatorių. Atšalę biuksai uždengiami
dangteliais ir pasveriami 1 mg tikslumu.
Paruoštas biuksas atidengiamas ir ant jo dugno kuo skubiau vienodu sluoksniu paskleidžiama
2–10 g bandinio. Biuksas uždengiamas ir su turiniu pasveriamas 1 mg tikslumu (W1). Jeigu
sveriamas daugiau negu vienas biuksas, uždengti biuksai sudedami į eksikatorių, kol visi mėginiai
bus pasverti ir parengti sudėti į spintą. Paruošiami 3 biuksai su analizuojamo produkto pavyzdžiais.
Biuksai ir jų dangteliai atskirai sudedami į džiovinimo spintą. Džiovinama 105 ºC
temperatūroje periodiškai pasveriant, kol pavyzdžio masė nekinta (± 2 mg). Džiovinimo laikas
priklauso nuo pavyzdžio drėgmės ir gali trukti nuo 2–3 h iki 12 h ir ilgiau.
Baigus džiovinti, biuksai išimami iš džiovinimo spintos, uždengiami ir įdedami į eksikatorių,
kuriame ataušta iki kambario temperatūros. Ataušę su turiniu pasveriami 1 mg tikslumu (W2).
Rezultatų skaičiavimas
Drėgmės kiekis skaičiuojamas procentais pagal formulę:
1001
21
W
WWW ,
kur:
W – analizuojamo produkto pavyzdžio drėgmė %,
W1 – analizuojamo produkto pavyzdžio masė gramais prieš džiovinimą,
W2 – analizuojamo produkto pavyzdžio masė gramais po džiovinimo.
Aritmetinis vidurkis skaičiuojamas pagal trijų mėginių rezultatus.
Įranga, priemonės
Biuksai;
analitinės svarstyklės;
eksikatorius;
džiovinimo spinta.
Kontroliniai klausimai
1. Kodėl reikia mažinti drėgmės kiekį ilgai laikomuose produktuose?
2. Kokie yra drėgmės nustatymo maisto produktuose metodai?
3. Kaip skaičiuojamas sausųjų medžiagų kiekis maisto produktuose?
8
2 laboratorinis darbas. MAISTO PRODUKTŲ TANKIO NUSTATYMAS
Medžiagos tankis ρ (kg (m3)-1
) – tai priklausomybė tarp medžiagos masės m ir jos tūrio V:
ρ V
m .
Medžiagos tankis – pastovus dydis, priklausantis nuo temperatūros. Tiriamų medžiagų tankis
dažniausiai skaičiuojamas pagal vandens tankį, kuris 4 ºC temperatūroje prilyginamas
1000 kg (m3)-1
. Taip apskaičiuotas tankis vadinamas santykiniu.
Analizuojant maisto produktus, tankis gali būti nustatomas trimis būdais:
- areometriniu,
- hidrostatiniu,
- piknometriniu.
Dažniausiai taikomas areometrinis būdas, naudojant prietaisus, vadinamus areometrais.
Areometrai dažniausiai gaminami iš stiklo ir yra cilindro formos. Apatinė dalis pastorinta, į ją įdėtas
nustatytas sunkesnių medžiagų svoris, kad prietaisas grimztų vertikalia kryptimi. Nulis pažymėtas
toje skalės vietoje, kur areometras laikosi distiliuotame vandenyje tam tikroje temperatūroje.
Viršutinėje areometro dalyje patalpinta skalė su pažymėtomis padalomis.
Areometro veikimas pagrįstas Archimedo dėsniu. Areometro masė pastovi, o išstumiamo
skysčio kiekis kinta, nes priklauso nuo tankio. Panardinus areometrą į analizuojamą skystį,
nusistovi pusiausvyros padėtis, kurioje areometro masė lygi išstumto skysčio masei.
Matavimas areometru yra gana tikslus, nes įprasto areometro tikslumas turėtų būti 0,0005.
Tankis priklauso nuo temperatūros, todėl areometrai kalibruojami atitinkamai temperatūrai,
kurioje turėtų būti atliekami matavimai. Jeigu temperatūra kita, matavimo duomenis reikia
perskaičiuoti. Areometrai gali būti sugraduoti tankio vienetais arba sutartiniais vienetais, pvz.,
sacharimetrai – Balingo arba Brikso areometrai sugraduoti laipsniais, kurie atitinka sacharozės kiekį
g 100 g tirpalo, spiritometras – Tralio (Tralle) areometras rodo alkoholio kiekį Tralio laipsniais (ºTr)
arba tūrio procentais (cm3
(100 cm3)-1
, laktodensimetras skirtas pieno tankiui matuoti, skalė
sugraduota sutartiniais laipsniais ir pan.
Pieno tankio nustatymas
Šis metodas taikomas 5 – 25 °C temperatūros žalio pieno tankiui nustatyti. Pieno tankis yra
20 °C temperatūros pieno tam tikro tūrio masės santykis su 20 °C temperatūros vandens tokio paties
tūrio mase.
Tankis nustatomas į 20 °C temperatūros pieną įmerkiant areometrą. Areometrui nusistovėjus,
užfiksuojamas jo skalės ir mėginio paviršiaus lietimosi taškas. Šis skalės rodmuo ir yra pieno
tankis. Jei pieno temperatūra yra didesnė arba mažesnė nei 20 °C, tai tankis perskaičiuojamas pagal
pateiktas formules.
Darbo tikslas – išmokti nustatyti maisto produktų tankį.
Užduotis. Nustatyti pateiktų pieno pavyzdžių tankį.
Darbo eiga
Pieno mėginys atidžiai išmaišomas mėginio indą pavartant ir įstatomas į 40 °C ± 1 °C
temperatūros vandens vonią. Kai mėginio temperatūra pasiekia 40 °C, jis palaikomas vonioje dar
9
5 min. Po to antrojoje vonioje, kurioje temperatūra 20 °C ± 1 °C, mėginys atvėsinamas iki 20 °C
temperatūros.
Areometras, termometras ir matavimo cilindras turi būti išplauti distiliuotu vandeniu ir
išdžiovinti. Paruošus areometrą, jo matuojamosios dalies negalima liesti rankomis. Areometras
imamas už viršutinės dalies, kurioje nėra skalės.
250 ml ar 500 ml tiriamojo pieno mėginio atsargiai supilama į matavimo cilindrą. Kad pilant
nesusidarytų putų, matavimo cilindras palenkiamas. Jeigu putų nepavyksta išvengti, jos
nugriebiamos.
Matavimo cilindras su tiriamuoju pieno mėginiu statomas ant horizontalaus paviršiaus.
Išmatuojama tiriamojo mėginio temperatūra (t1). Termometro rodmuo nustatomas ne anksčiau kaip
praėjus 1 min. po termometro įmerkimo į mėginį.
Paruoštas tyrimui areometras lėtai leidžiant įmerkiamas į tiriamąjį pieno mėginį tiek, kad iki
matavimo skalės viršutinės ribos liktų 3–4 mm, ir paliekamas laisvai plūduriuoti. Areometras neturi
liesti matavimo cilindro sienelių. Matavimo cilindro ir areometro padėtis turi būti taip apšviesta,
kad gerai matytųsi jų skalės. Praėjus 1 min, kai areometras nusistovi, užrašomas pirmasis areometro
skalės rodmuo (ρ1). Skalės rodmuo atskaitomas pagal skalės menisko viršutinį kraštą
(1 pav.). Po to areometras atsargiai pakeliamas ir vėl nuleidžiamas į tiriamąjį pieno mėginį ir
paliekamas laisvai plūduriuoti. Analogiškai nustatomas antrasis skalės rodmuo (ρ2). Nustatant
skalės rodmenis, akys turi būti menisko lygyje (1 pav.) Rodmuo gali būti atskaitomas iki pusės
mažiausios skalės padalos vertės. Dviejų areometro skalės rodmenų r1 ir r2 skirtumas turi neviršyti
0,5 kg (m3)-1
.
Išmatavus tankį, vėl nustatoma tiriamojo mėginio temperatūra (t2).
1 pav. Tirpalo tankio matavimas
10
Rezultatų skaičiavimas
Kai tiriamojo pieno mėginio temperatūra 20 °C, iš dviejų temperatūros rodmenų (t1 ir t2)
apskaičiuojamas aritmetinis vidurkis (t). Iš dviejų areometro rodmenų apskaičiuojamas aritmetinis
tankio vidurkis (ρ20
tvid). Jeigu tiriamojo pieno mėginio temperatūra mažesnė nei 20 °C, tai tiriamojo
mėginio tankis esant 20 °C temperatūrai skaičiuojamas pagal formulę:
ρ20
t = ρt – (20 – t) × k.
Jeigu tiriamojo pieno mėginio temperatūra didesnė nei 20 °C, tai tiriamojo mėginio tankis
esant 20 °C temperatūrai apskaičiuojamas pagal formulę:
ρ20
t = ρt + (t – 20) × k,
čia ρt – matavimo temperatūros tiriamojo pieno mėginio tankis kg (m
3)-1
,
t – tiriamojo pieno mėginio temperatūra °C,
k – koeficientas, kurio dydis, kai mėginio temperatūra
nuo 3,0 °C iki 4,0 °C – 0,32;
nuo 4,5 °C iki 9,0 °C – 0,16;
nuo 9,5 °C iki 15,0 °C – 0,18;
nuo 15,5 °C iki 19,0 °C – 0,28;
nuo 19,5 °C iki 25,0 °C – 0,34.
Kai pieno mėginio temperatūra didesnė arba mažesnė negu 20 ºC, pieno tankio
perskaičiavimas į tankį 20 ºC temperatūroje pateikiamas 1 – 3 lentelėse.
Rezultatai išreiškiami vienos dešimtosios tikslumu. Dviejų atskirų tyrimų rezultatų absoliutūs
skirtumai, tiriant tapačius mėginius, turi neviršyti 0,25 kg (m3)-1
.
Įranga, priemonės
Areometras, kurio skalės padalos vertė 0,5 kg (m3)-1
, skirtas pieno tankiui matuoti;
matavimo cilindras 31, 39 arba 50 mm skersmens ir 215, 265 arba 415 mm aukščio;
spiritinis termometras, kurio matavimo diapazonas nuo 0 iki 55 °C, skalės padalos vertė 0,5 °C;
vandens vonia, kurioje palaikoma 40 °C ± 1 °C temperatūra;
vandens vonia, kurioje palaikoma 20 °C ± 1 °C temperatūra;
laikmatis.
Kontroliniai klausimai
1. Koks medžiagos tankis vadinamas santykiniu?
2. Kokiais būdais gali būti nustatomas maisto produktų tankis?
3. Kokius žinote maisto produktų tankio nustatymo prietaisus?
11
1 lentelė. Pieno tankio perskaičiavimas esant 20 °C temperatūrai,
kai mėginio temperatūra 10,0–13,5 °C
Išmatuotas
tankis
kg (m3)
-1
10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5
1025,0 1022,64 1022,73 1022,82 1022,91 1023,00 1023,09 1023,18 1023,27
1025,5 1023,14 1023,23 1023,32 1023,41 1023,50 1023,59 1023,68 1023,77
1026,0 1023,64 1023,73 1023,82 1023,91 1024,00 1024,09 1024,18 1024,27
1026,5 1024,14 1024,23 1024,32 1024,41 1024,50 1024,59 1024,68 1024,77
1027,0 1024,64 1024,73 1024,82 1024,91 1025,00 1025,09 1025,18 1025,27
1027,5 1025,14 1025,23 1025,32 1025,41 1025,50 1025,59 1025,68 1025,77
1028,0 1025,64 1025,73 1025,82 1025,91 1026,00 1026,09 1026,18 1026,27
1028,5 1026,14 1026,23 1026,32 1026,41 1026,50 1026,59 1026,68 1026,77
1029,0 1026,64 1026,73 1026,82 1026,91 1027,00 1027,09 1027,18 1027,27
1029,5 1027,14 1027,23 1027,32 1027,41 1027,50 1027,59 1027,68 1027,77
1030,0 1027,64 1027,73 1027,82 1027,91 1028,00 1028,09 1028,18 1028,27
1030,5 1028,14 1028,23 1028,32 1028,41 1028,50 1028,59 1028,68 1028,77
1031,0 1028,64 1028,73 1028,82 1028,91 1029,00 1029,09 1029,18 1029,27
1031,5 1029,14 1029,23 1029,32 1029,41 1029,50 1029,59 1029,68 1029,77
1032,0 1029,64 1029,73 1029,82 1029,91 1030,00 1030,09 1030,18 1030,27
1032,5 1030,14 1030,23 1030,32 1030,41 1030,50 1030,59 1030,68 1030,77
1033,0 1030,64 1030,73 1030,82 1030,91 1031,00 1031,09 1031,18 1031,27
1033,5 1031,14 1031,23 1031,32 1031,41 1031,50 1031,59 1031,68 1031,77
1034,0 1031,64 1031,73 1031,82 1031,91 1032,00 1032,09 1032,18 1032,27
1034,5 1032,14 1032,23 1032,32 1032,41 1032,50 1032,59 1032,68 1032,77
1035,0 1032,64 1032,73 1032,82 1032,91 1033,00 1033,09 1033,18 1033,27
1035,5 1033,14 1033,23 1033,32 1033,41 1033,50 1033,59 1033,68 1033,77
1036,0 1033,64 1033,73 1033,82 1033,91 1034,00 1034,09 1034,18 1034,27
12
2 lentelė. Pieno tankio perskaičiavimas eant 20 °C temperatūrai,
kai mėginio temperatūra 14,0–17,5 °C
Išmatuotas
tankis
kg (m3)
-1
14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5
1025,0 1023,36 1023,45 1023,54 1023,68 1023,82 1023,96 1024,10 1024,24
1025,5 1023,86 1023,95 1024,04 1024,18 1024,32 1024,46 1024,60 1024,74
1026,0 1024,36 1024,45 1024,54 1024,68 1024,82 1024,96 1025,10 1025,24
1026,5 1024,86 1024,95 1025,04 1025,18 1025,32 1025,46 1025,60 1025,74
1027,0 1025,36 1025,45 1025,54 1025,68 1025,82 1025,96 1026,10 1026,24
1027,5 1025,86 1025,95 1026,04 1026,18 1026,32 1026,46 1026,60 1026,74
1028,0 1026,36 1026,45 1026,54 1026,68 1026,82 1026,96 1027,10 1027,24
1028,5 1026,86 1026,95 1027,04 1027,18 1027,32 1027,46 1027,60 1027,74
1029,0 1027,36 1027,45 1027,54 1027,68 1027,82 1027,96 1028,10 1028,24
1029,5 1027,86 1027,95 1028,04 1028,18 1028,32 1028,46 1028,60 1028,74
1030,0 1028,36 1028,45 1028,54 1028,68 1028,82 1028,96 1029,10 1029,24
1030,5 1028,86 1028,95 1029,04 1029,18 1029,32 1029,46 1029,60 1029,74
1031,0 1029,36 1029,45 1029,54 1029,68 1029,82 1029,96 1030,10 1030,24
1031,5 1029,86 1029,95 1030,04 1030,18 1030,32 1030,46 1030,60 1030,74
1032,0 1030,36 1030,45 1030,54 1030,68 1030,82 1030,96 1031,10 1031,24
1032,5 1030,86 1030,95 1031,04 1031,18 1031,32 1031,46 1031,60 1031,74
1033,0 1031,36 1031,45 1031,54 1031,68 1031,82 1031,96 1032,10 1032,24
1033,5 1031,86 1031,95 1032,04 1032,18 1032,32 1032,46 1032,60 1032,74
1034,0 1032,36 1032,45 1032,54 1032,68 1032,82 1032,96 1033,10 1033,24
1034,5 1032,86 1032,95 1033,04 1033,18 1033,32 1033,46 1033,60 1033,74
1035,0 1033,36 1033,45 1033,54 1033,68 1033,82 1033,96 1034,10 1034,24
1035,5 1033,86 1033,95 1034,04 1034,18 1034,32 1034,46 1034,60 1034,74
1036,0 1034,36 1034,45 1034,54 1034,68 1034,82 1034,96 1035,10 1035,24
13
3 lentelė. Pieno tankio perskaičiavimas esant 20 °C temperatūrai,
kai mėginio temperatūra 18,0–17,5 °C
Išmatuotas
tankis
kg (m3)
-1
18,0 18,5 19,0 19,5 20,5 21,0 21,5 22,0
1025,0 1024,38 1024,52 1024,66 1024,83 1025,17 1025,34 1025,51 1025,68
1025,5 1024,88 1025,02 1025,16 1025,33 1025,67 1025,84 1026,01 1026,18
1026,0 1025,38 1025,52 1025,66 1025,83 1026,17 1026,34 1026,51 1026,68
1026,5 1025,88 1026,02 1026,16 1026,33 1026,67 1026,84 1027,01 1027,18
1027,0 1026,38 1026,52 1026,66 1026,83 1027,17 1027,34 1027,51 1027,68
1027,5 1026,88 1027,02 1027,16 1027,33 1027,67 1027,84 1028,01 1028,18
1028,0 1027,38 1027,52 1027,66 1027,83 1028,17 1028,34 1028,51 1028,68
1028,5 1027,88 1028,02 1028,16 1028,33 1028,67 1028,84 1029,01 1029,18
1029,0 1028,38 1028,52 1028,66 1028,83 1029,17 1029,34 1029,51 1029,68
1029,5 1028,88 1029,02 1029,16 1029,33 1029,67 1029,84 1030,01 1030,18
1030,0 1029,38 1029,52 1028,66 1029,83 1030,17 1030,34 1030,51 1030,68
1030,5 1029,88 1030,02 1030,16 1030,33 1030,67 1030,84 1031,01 1031,18
1031,0 1030,38 1030,52 1030,66 1030,83 1031,17 1031,34 1031,51 1031,68
1031,5 1030,88 1031,02 1031,16 1031,33 1031,67 1031,84 1032,01 1032,18
1032,0 1031,38 1031,52 1031,66 1031,83 1032,17 1032,34 1032,51 1032,68
1032,5 1031,88 1032,02 1032,16 1032,33 1032,67 1032,84 1033,01 1033,18
1033,0 1032,38 1032,52 1032,66 1032,83 1033,17 1033,34 1033,51 1033,68
1033,5 1032,88 1033,02 1033,16 1033,33 1033,67 1033,84 1034,01 1034,18
1034,0 1033,38 1033,52 1033,66 1033,83 1034,17 1034,34 1034,51 1034,68
1034,5 1033,88 1034,02 1034,16 1034,33 1034,67 1034,84 1035,01 1035,18
1035,0 1034,38 1034,52 1034,66 1034,83 1035,17 1035,34 1035,51 1035,68
1035,5 1034,88 1035,02 1035,16 1035,33 1035,67 1035,84 1036,01 1036,18
1036,0 1035,38 1035,52 1035,66 1035,83 1036,17 1036,34 1036,51 1036,68
14
3 laboratorinis darbas. MAISTO PRODUKTŲ RŪGŠTINGUMO NUSTATYMAS
Rūgštingumas turi didelę reikšmę, vertinant žaliavų ir maisto produktų kokybę. Žaliavų
rūgštingumo laipsnis dažnai yra veiksnys, pagal kurį sprendžiama apie reikiamą technologinio
proceso būdą perdirbant žaliavą į tam tikrą produktą. Maisto produktuose rūgštingumas yra
ribojamas. Jeigu produkto rūgštingumas neatitinka nustatytos normos, vartoti netinkamas.
Skiriamas potencialusis rūgštingumas (titruojamasis) ir aktyvusis rūgštingumas (tikrasis,
aktualusis).
Nustatant potencialųjį rūgštingumą, nustatomas produkte esantis bendrasis rūgščių junginių
kiekis. Žaliavų ir maisto produktų rūgštingumas priklauso nuo organinių rūgščių, rūgščių anhidridų,
rūgščių druskų, taip pat nuo baltymų su vyraujančiomis rūgštinėmis aminorūgštimis, pvz., šviežio
pieno rūgštingumas priklauso nuo jame esančių fosfatų, anglies dioksido ir kazeino. Rūgštingumas
piene ir pieno produktuose didėja dėl susidarančios pieno rūgšties.
Rūgštingumas dažniausiai nustatomas vandeniuose tirpaluose. Skysti mažo klampumo
produktai analizuojami tiesiogiai. Skysti klampūs produktai skiedžiami vandeniu iki nustatyto tūrio,
ir dalis skiesto mėginio naudojama analizei.
Potencialusis rūgštingumas nustatomas titruojant mėginį standartiniu šarmo tirpalu.
Dažniausiai tai yra natrio hidroksidas (NaOH). Kaip indikatorius naudojamas alkoholinis
fenolftaleino tirpalas, keičiantis spalvą, kai tirpalo pH 8,0 – 9,0. Tiriamo produkto rūgštingumas
apskaičiuojamas pagal titruoti sunaudoto NaOH kiekį, rezultatą išreiškiant įvairiais sutartiniais
laipsniais arba perskaičiuojant NaOH kiekį į tame produkte vyraujančią organinę rūgštį.
Rūgštingumas dažnai išreiškiamas vadinamaisiais rūgštingumo laipsniais, t. y. kiekiu (ml arba
cm3) 1 M NaOH, sunaudoto 100 g (arba 100 cm
3) produkto esančioms rūgštims neutralizuoti. Taip
išreiškiamas grūdų, grūdų produktų, alaus, mielių rūgštingumas. Pieno rūgštingumas išreiškiamas
ºSH (Soksleto-Henkelio laipsniais) – kiekiu (ml arba cm3) 0,25 M NaOH, sunaudoto 100 g (arba
100 cm3) pieno esančioms rūgštims neutralizuoti. Taip pat pieno, pieno produktų ir raugintų
kopūstų, agurkų rūgštingumas perskaičiuojamas į pieno rūgštį ir išreiškiamas pieno rūgšties %
(NaOH ml arba cm3 kiekis, reikalingas 100 g produkto esančioms rūgštims neutralizuoti,
padaugintas iš 0,009). Kaulavaisių ir sėklavaisių rūgštingumas išreiškiamas obuolių rūgšties %,
uogų, citrusinių vaisių – citrinų rūgšties %.
Kai kuriuose produktuose, be titruojamojo rūgštingumo, nustatomas ir lakusis rūgštingumas,
susidarantis dėl lakiųjų rūgščių. Lakųjį rūgštingumą daugiausia lemia acto rūgštis, o raugintose
daržovėse – taip pat ir propiono (propano) bei sviesto (butano) rūgštys. Kokybės reikalavimai
apibrėžia maksimalius lakiųjų rūgščių kiekius produktuose, kuriuos viršijus produktai būna
netinkami vartoti. Lakusis rūgštingumas išreiškiamas kiekiu (ml arba cm3) 1 M NaOH, sunaudoto
100 g (arba 100 cm3) produkto esančioms lakiosioms rūgštims neutralizuoti arba perskaičiuojamas į
acto rūgšties %. Vyno lakusis rūgštingumas išreiškiamas ml arba cm3 1 M NaOH, sunaudoto 1 l
vyno esančioms rūgštims neutralizuoti arba acto rūgšties gramais 1 l.
Aktyvusis rūgštingumas (tikrasis, aktualusis) rodo tikrąją disocijuotų vandenilio jonų
koncentraciją produkte. Nustatomas matuojant pH. Kadangi rūgštūs junginiai, įeinantys į maisto
produktų sudėtį, priklauso silpnų organinių rūgščių grupei ir disocijuoja nedideliu laipsniu, susidaro
didelis skirtumas tarp titruojamojo ir tikrojo rūgštingumo.
15
pH matuojamas naudojant kolorimetrinius arba potenciometrinius metodus. Kolorimetriniai
metodai pagrįsti tam tikrų junginių spalvos intensyvumo pokyčiu įvairios koncentracijos vandenilio
jonų aplinkoje. Pagal potenciometrinius metodus matuojamas tiriamo tirpalo potencialo stiprumas,
priklausantis nuo tirpalo pH.
Pieno titruojamojo rūgštingumo nustatymas
Tyrimas pagrįstas pieno mėginio titravimu standartiniu NaOH tirpalu, naudojant indikatorių –
fenolftaleiną ir išreiškiant rūgštingumą Soksleto-Henkelio laipsniais (ºSH). Pieno rūgštingumas
apibrėžiamas kiekiu ml 0,25 M NaOH, sunaudoto 100 ml pieno esančioms rūgštims neutralizuoti,
naudojant fenolftaleiną.
Darbo tikslas – išmokti nustatyti maisto produktų rūgštingumą.
Užduotis. Nustatyti pateiktų pieno ir varškės pavyzdžių rūgštingumą.
Darbo eiga
Į kūginę 150 ml talpos kolbą pipete supilama 50 ml pieno, įpilama 2 ml 2 % alkoholinio
fenolftaleino tirpalo ir titruojama 0,25 M NaOH tirpalu iki šviesiai rausvos spalvos, kuri neišnyksta 30 s.
Rezultatų skaičiavimas
Titravimo rezultatas padaugintas iš 2 parodo pieno rūgštingumą ºSH. Skaičiuojamas
mažiausiai dviejų rodmenų aritmetinis vidurkis, kai jie tarpusavyje skiriasi ne daugiau nei 0,2 ºSH.
Pieno rūgštingumas gali būti išreikštas ir pieno rūgšties procentais. 1 ºSH atitinka 0,0225 % pieno
rūgšties. Šviežio (neperdirbto) pieno rūgštingumas turi būti 6 – 7,5 ºSH.
Varškės bendrojo rūgštingumo nustatymas
Darbo eiga
Pasveriami 5 g varškės 0,01 g tikslumu, ji dedama į grūstuvėlį ir pamažu pilant 50 ml
distiliuoto 40 ºC temperatūros vandens ištrinama iki vienalytės emulsijos. Įpilami 2 ml fenolftaleino
ir titruojama 0,25 M NaOH iki šviesiai rausvos spalvos, kuri neišnyksta 30 s.
Rezultatų skaičiavimas
Varškės rūgštingumas išreiškiamas ºSH, t. y. kiekiu ml 0,25 M NaOH 100 g varškės. Galutinis
rezultatas gaunamas kaip dviejų rodmenų aritmetinis vidurkis, kai jie tarpusavyje skiriasi ne
daugiau nei 2 ºSH.
Leistinasis įvairių rūšių varškės sūrių rūgštingumas – 80 – 100 ºSH.
Įranga, priemonės ir reagentai
Analitinės svarstyklės;
kūginė 150 ml talpos kolba;
50 ml cilindras;
grūstuvėlis;
vandens vonia, kurioje palaikoma 40 °C ± 1 °C temperatūra;
2 % alkoholinis fenolftaleino tirpalas;
0,25 M NaOH (natrio hidroksidas, natrio šarmas).
Kontroliniai klausimai
1. Kodėl reikia žinoti žaliavų rūgštingumo laipsnį?
2. Ką parodo potencialusis arba titruojamasis rūgštingumas?
3. Kokiais laipsniais išreiškiamas įvairių maisto produktų rūgštingumas?
4. Kaip nustatomas aktyvusis maisto produktų rūgštingumas?
16
4 laboratorinis darbas. SACHARIDŲ KIEKIO NUSTATYMAS MAISTO PRODUKTUOSE
Sacharidai sudaro vieną iš pagrindinių sudėtinių maisto produktų dalių. Produktuose sacharidai
gali būti vandenyje tirpūs ir netirpūs. Tirpūs junginiai sudaro vadinamuosius ekstraktus. Šis terminas
dažniausiai naudojamas kalbant apie vaisių-daržovių perdirbimo ir fermentacijos produktus.
Sacharidų (cukrų) kiekybinio nustatymo metodai remiasi tokiomis jų savybėmis:
- redukuojančiomis, t. y. geba sudaryti junginius, pasižyminčius aldehidų savybėmis,
kurių kiekius galima nustatyti,
- poliarizuotos šviesos poliarizacijos plokštumos pasukimo geba,
- daugumos sacharidų geba sudaryti vandeninius tirpalus, dėl to galima taikyti
refraktometrinį ir densimetrinį metodus,
- fermentacinėmis.
Sacharidų nustatymo metodai:
1. Poliarimetrinis – pagrįstas poliarizuotos šviesos poliarizacijos plokštumos sukimo kampo
nustatymu. Naudojama poliarizuotos šviesos poliarizacijos plokštumos kampo pasisukimo
priklausomybė nuo sacharidų koncentracijos tirpale.
2. Refraktometrinis – pagrįstas šviesos lūžio rodiklio matavimu. Šiuo atveju naudojama
priklausomybė tarp tirpalo šviesos lūžio rodiklio ir sacharidų koncentracijos jame. Šviesos lūžio
rodiklių vertės perskaičiuojamos į sacharidų kiekį pagal lenteles.
3. Densimetrinis – pagrįstas sacharidų tirpalų tankio matavimu. Tirpalo tankis priklauso nuo
sacharidų koncentracijos jame. Šiuo atveju taip pat naudojamos lentelės.
4. Absorbcinis – pagrįstas spalvotų junginių, susidarančių sacharidų (dažniausiai
monosacharidų) cheminių reakcijų su įvairiais reagentais metu, absorbcijos matavimu.
Redukuojantiems sacharidams (turintiems laisvą aldehidinę –CHO arba ketoninę =CO grupę)
nustatyti naudojama pikrino rūgštis (trinitrofenolis) arba 3,5-dinitrosalicilo rūgštis (DNS).
5. Titruojamieji (cheminiai, redukcijos) – naudojamos sacharidų redukuojančiosios savybės.
Maisto produktuose redukuojančiosiomis savybėmis pasižymi ir kiti junginiai, pvz., aldehidai,
aminorūgštys, baltymai, kai kurios organinės rūgštys. Norint šiuos junginius pašalinti, tiriami
tirpalai balinami ir skaidrinami.
6. Fermentinis – naudojamas gliukozei ir fruktozei arba oligosacharidams po hidrolizės
nustatyti.
7. Chromatografinis – naudojama dujų chromatografija (GLC) arba didelio slėgio skysčių
chromatografiją (HPLC). Chromatografija – tai medžiagų mišinio skirstymo į komponentus būdas,
pagrįstas nevienoda komponentų sorbcija.
8. Sacharidų kiekis gali būti paskaičiuotas pagal skirtumą, žinant kitų junginių kiekius. Šis
būdas naudojamas skaičiuojant maisto produktų energetinę vertę, tačiau gali būti netikslus:
% sacharidų = 100 – (% drėgmės + % pelenų + % riebalų + % baltymų + % ląstelienos).
Mono- ir oligosacharidų nustatymo cheminiai metodai pagrįsti sacharidų savybe redukuoti
vario druską (II) šarminėje aplinkoje. Naudojami Bertrano, Luff-Schoorl’o, Lane-Eynon’o metodai.
17
Bertrano metodas
Naudojami trys Bertrano reagentai – I – vario sulfatas (II), II – kalio natrio tartratas bei natrio
hidroksidas, III – geležies (III) sulfatas ir koncentruota sieros rūgštis (sulfato rūgštys). Metodas
pagrįstas kiekybine Cu (II) jonų redukcija į Cu (I) jonus stipriai šarminėje aplinkoje (pH apie 12).
Susidaręs reakcijos metu (tarp I ir II Bertrano reagento su tiriamu sacharidų tirpalu) Cu2O
oksiduojasi reaguodamas su III Bertrano reagentu, o Fe (III) jonai redukuojasi iki Fe (II). Fe (II)
jonų kiekis nustatomas titruojant standartiniu kalio permanganato tirpalu. Tiriamo sacharido kiekis
apskaičiuojamas pagal lentelę kaip lygiavertis redukuoto vario kiekis. Reikia prisiminti, kad
priklausomybė tarp sacharido kiekio ir redukuoto vario kiekio buvo nustatyta empiriškai, todėl
reikia tiksliai laikytis nurodytų tyrimo sąlygų. Taip pat tyrimo metu gautos Cu2O nuosėdos turi būti
padengtos skysčio sluoksniu, kad nebesioksiduotų dėl ore esančio deguonies. Oksidacija gali vykti
ir pernešant nuosėdas ant filtro ir jas perplaunant, todėl naudojamas karštas vanduo. Tirpalą reikia
taip atskiesti, kad sacharidų koncentracija būtų nuo 0,1 iki 0,4 %. Analizės metu vyksta tokios
cheminės reakcijos:
CuSO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2
HO-CH-COONa O-CH-COONa
Cu(OH)2 + │ → Cu │ + 2 H2O
HO-CH-COOK O-CH-COOK
O-CH-COONa HO-CH-COONa
R-CHO + 2 Cu │ + 2 H2O → R-COOH + Cu2O + 2 │
O-CH-COOK HO-CH-COOK
Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 → 2 CuSO4 + 2 FeSO4 + H2O
2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 → K2SO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 8 H2O + 2 MnSO4
Luff-Schoorl’o metodas
Metodas pagrįstas Cu (II) jonų, esančių Luff’o tirpale (natrio karbonatas, citrinų rūgštis, vario
(II) sulfatas (VI)) redukcija, reaguojant su tiriamo tirpalo redukuojančiaisiais sacharidais. Reakcija
vyksta virimo temperatūroje šarminėje aplinkoje, kai pH yra apie 9,5, naudojant natrio karbonatą
vietoje natrio hidroksido, kaip Bertrano ir Felingo tirpaluose (CuSO4, kalio natrio tartratas, 10 %
NaOH). Cu (II) jonų perteklius redukuojamas vandenilio jodido rūgštimi, susidarančia iš kalio
jodido rūgštinėje aplinkoje. Susidaręs jodas titruojamas standartiniu natrio tiosulfato (VI) tirpalu.
Taip pat atliekamas ir tuščiojo mėginio bandymas, kurio metu nustatomas natrio tiosulfato tirpalo
kiekis, reikalingas titruoti jodui, išsiskyrusiam reaguojant su bendruoju kiekiu vario, esančio Luff’o
tirpale.
2 CuSO4 + 4 KI → 2 K2SO4 + Cu2I2 + I2;
I2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaI + Na2S4O6.
18
Natrio tiosulfato kiekis, atitinkantis vario (II) kiekį, kurį redukuoja sacharidai, esantys
tiriamame tirpale, apskaičiuojamas iš dviejų titravimų skirtumo (tuščiojo ir tikrojo) ir pagal lentelių
duomenis perskaičiuojamas į nustatyto sacharido kiekį. Tiriamame tirpale gali būti maksimaliai
62 mg gliukozės, fruktozės arba invertuoto cukraus, 88 mg laktozės arba 94 mg maltozės.
Lane-Eynon’o metodas
Šis metodas pagrįstas tiesioginiu titravimu verdančio mišinio, sudaryto iš Felingo I tirpalo
(vario (II) sulfatas) ir Felingo II tirpalo (NaOH, kalio natrio tartratas) ir atskiesto sacharido (0,1 –
0,4 %) tirpalu. Titravimo indikatorius – metileno mėlis.
Gliukozės kiekio nustatymas daržovėse
Darbo tikslas – išmokti nustatyti monosacharidus maisto produktuose.
Užduotis. Pateiktuose daržovių pavyzdžiuose nustatyti gliukozės kiekius.
Darbo eiga
Daržovės gerai nuplaunamos, iš kiekvienos išpjaunamas ketvirtadalis ir sutarkuojama
plastmasine trintuve. Tarkiai gerai sumaišomi, pasveriama 20–50 g ir sunkiama per marlę kelis
kartus praplaunant nedideliu kiekiu karšto distiliuoto vandens (60 ºC). Gautos sultys supilamos į
didesnį centrifuginį mėgintuvėlį ir centrifuguojama 10 min 2000 aps. per min greičiu.
Centrifuguotos sultys supilamos į 100 ml kūginę kolbą, praskiedžiamos iki brūkšnio distiliuotu
vandeniu ir gerai išmaišomos. Į du mažesnius centrifuginius mėgintuvėlius įpilama po 3 ml sulčių ir
po 5 ml I ir II Felingo tirpalų, supurtoma, kad tirpalai gerai išsimaišytų ir 5 min. virinama verdančio
vandens vonioje. Mėgintuvėliams ataušus, 10 min centrifuguojama, kad nusėstų susidariusios
nuosėdos. Po centrifugavimo tirpalas nupilamas, o nuosėdos, pripylus pilną mėgintuvėlį 60 ºC
temperatūros distiliuoto vandens ir maišant stikline lazdele, skalaujamos. Saugoma, kad visą laiką
nuosėdos būtų apsemtos tirpalu. Vėl centrifuguojama 10 min. Po to tirpalas nupilamas, o ant
nuosėdų greitai užpilama 5 arba 10 ml III Felingo tirpalo. Maišant stikline lazdele, nuosėdos
visiškai ištirpinamos, ir gautas tirpalas perpilamas į titravimo kolbutę. Centrifuginis mėgintuvėlis
kelis kartus skalaujamas distiliuotu vandeniu, tirpalas taip pat supilamas į titravimo kolbutę. Gautas
tirpalas titruojamas 0,1 M KMnO4 tirpalu, kol pasidaro šviesiai rausvos spalvos.
Rezultatų skaičiavimas
Vario (I) kiekis mg skaičiuojamas pagal formulę:
mCu = 6,36 V,
čia V – titruojant sunaudotas 0,1 M KMnO4 tirpalo tūris ml.
Lentelėje randamas gliukozės kiekis, atitinkantis gautą vario kiekį. Jei vario kiekis didesnis
nei 15 mg ir lentelėje jo nėra, tai gliukozės kiekis mg skaičiuojamas pagal formulę:
mgliukozės = 7,25 + (mCu – 15,0) x 0,5.
19
4 lentelė. Gliukozės kiekis mg
Varis mg Gliukozė mg Varis mg Gliukozė mg Varis mg Gliukozė mg
1,00 0,46 6,00 2,75 10,50 5,00
1,50 0,68 6,50 3,00 11,00 5,25
2,00 0,90 7,00 3,25 11,50 5,50
2,50 1,13 7,50 3,50 12,00 5,75
3,00 1,36 8,00 3,75 12,50 6,00
3,50 1,59 8,50 4,00 13,00 6,25
4,00 1,81 9,00 4,25 13,50 6,50
4,50 2,04 9,50 4,50 14,00 6,75
5,00 2,27 10,00 4,75 15,00 7,25
Redukuojančiųjų angliavandenių kiekis daržovėse ar vaisiuose apskaičiuojamas pagal
formulę:
m
mC
g
3
10 %,
čia mg – gliukozės kiekis mg,
m – mėginio masė mg.
Įranga, priemonės ir reagentai
Analitinės svarstyklės,
plastmasinė trintuvė daržovėms,
3 centrifuginiai mėgintuvėliai,
centrifuga;
vandens vonia;
kūginė 100 ml talpos kolba;
titravimo kolba;
2 pipetės – 5 ir 10 ml;
Felingo tirpalai (CuSO4, kalio natrio tartratas, 10 % NaOH);
0,1 M KMnO4 (kalio permanganatas, kalio tetraoksomanganatas).
Kontroliniai klausimai
1. Kokiomis savybėmis pagrįsti sacharidų kiekybinio nustatymo metodai?
2. Kokius žinote sacharidų nustatymo metodus?
3. Kokia savybe pagrįsti cheminiai sacharidų nustatymo metodai?
20
5 laboratorinis darbas. RIEBALŲ ŠVIEŽUMO VERTINIMAS
Riebalai yra nepatvarūs ir greitai genda. Visi riebalai, tiek augaliniai, tiek ir gyvūniniai,
veikiami šviesos, oro, temperatūros ir enzimų, esančių augalų ir gyvūnų audiniuose, kinta. Šie
pokyčiai vadinami apkartimu.
Pagrindiniai procesai, vykstantys riebalams apkarstant, yra hidrolizė ir oksidacija
(autooksidacija).
Hidrolizė vyksta veikiant vandeniui, esančiam pačiuose riebaluose, temperatūrai ir
fermentams. Hidrolizę gali sukelti ir mikroorganizmai. Hidrolizė – tai acilglicerolio ar glicerido
skilimas į glicerolį ir laisvąsias riebalų rūgštis. Hidrolizės metu atskilę ilgos grandinės riebalų
rūgštys nekeičia riebalų juslinių savybių. Trumpos grandinės riebalų rūgštys suteikia nemalonų
skonį ir kvapą, būdingą apkartusiems riebalams.
Hidrolizinis apkartimas apibūdinamas nustatant riebalų rūgščių skaičių.
Oksidacija (autooksidacija) – tai savaiminis deguonies prisijungimas prie nesočiųjų riebalų
rūgščių. Oksiduotis gali ir riebalų rūgštys, esančios trigliceridų sudėtyje ir atskilusios hidrolizės
metu. Jeigu deguonies kiekis padidintas, oksiduotis gali ir sočiosios riebalų rūgštys.
Oksidacijos proceso metu susidaro įvairūs ryšiai. Pirmieji oksidacijos reakcijos produktai yra
hidroperoksidai, arba peroksidai. Tolesniame autooksidacijos etape hidroperoksidai skyla ir
susidaro daug antrinių produktų, pvz., aldehidų, ketonų, trumpos grandinės rūgščių, ketorūgščių ir
kitų junginių.
Riebalų pokyčiai, vykstantys oksidacijos metu, vertinami nustatant susidariusių produktų
kiekius. Rodikliai, parodantys riebalų šviežumo laipsnį, yra peroksidų skaičius, TBA testas
(tiobarbitūrinės rūgšties), Kreis’o testas ir kiti.
Peroksidų skaičius parodo tikrąjį peroksidų kiekį riebaluose.
TBA testas parodo antrinių oksidacijos produktų kiekį. Naudojamas kolorimetrinis metodas,
leidžiantis nustatyti junginius, susidarančius reaguojant 2-tiobarbitūrinei rūgščiai ir riebalų
oksidacijos produktams, daugiausia malono aldehidui.
Kreis’o testas parodo, ar apkartusiuose riebaluose yra epihidrino aldehido. Šis aldehidas
reaguoja su florogliucinu, sudarydamas spalvotą kondensacijos produktą (rausvos spalvos).
Darbo tikslas – išmokti įvertinti maisto riebalų šviežumą.
Užduotis. Nustatyti pateiktų riebalų pavyzdžių rūgščių ir peroksidų skaičių.
1. Riebalų rūgščių skaičiaus nustatymas
Riebalų rūgščių skaičius – tai kalio hidroksido kiekis miligramais, reikalingas neutralizuoti
laisvąsias riebalų rūgštis, esančias viename tiriamųjų riebalų grame (šviežių riebalų rūgščių skaičius
svyruoja nuo 1,2 iki 2,2 mg). Laisvųjų riebalų rūgščių yra beveik visuose riebaluose, bet jų kiekis,
susijęs su rūgščių skaičiumi, kinta, pvz., sėklų aliejus, gautas ankstyvoje jų vystymosi stadijoje,
pasižymi dideliu rūgščių skaičiumi, o aliejus, gautas iš visiškai sunokusių sėklų, pasižymi mažu
rūgščių skaičiumi. Laikymo metu laisvųjų rūgščių kiekis riebaluose didėja. Tad rūgščių skaičius
parodo riebalų ar aliejų šviežumą.
Riebalų rūgščių skaičius nustatomas titruojant KOH tirpalu laisvąsias riebalų rūgštis, esančias
riebaluose, ištirpintuose etilo eterio ir etilo alkoholio mišinyje.
21
Darbo eiga
Į kūginę 200 ml talpos kolbą pasveriama 10 g riebalų 0,01 g tikslumu. Mėginio masė
priklauso nuo numatomo rūgščių skaičiaus, pvz., jeigu rūgščių skaičius iki 5, tai mėginys turi būti
10 g ± 0,01 g (analizuojant maistinius neapkartusius riebalus), jeigu rūgščių skaičius didesnis nei 5,
tai mėginio masė 5 g ± 0,01 g (analizuojant natūralius, maistinius apkartusius bei techninius
riebalus).
Kolba pašildoma vandens vonioje, kurioje temperatūra ne aukštesnė kaip 50 ºC, kol riebalai
pradės tirpti. Išėmus iš vandens vonios įpilama 50 ml etilo eterio ir etanolio (1 : 1) mišinio ir
išmaišoma. Po to įpilami 3 lašai 1 % fenolftaleino tirpalo ir titruojama 0,1 M KOH tirpalu iki
šviesiai rausvos spalvos, neišnykstančios 1 min.
Rezultatų skaičiavimas
Riebalų rūgščių skaičius skaičiuojamas pagal formulę:
m
vRS
611,5,
čia v – 0,1 M KOH kiekis, sunaudotas titruojant ml,
m – mėginio masė g,
5,611 – 1 cm3
(ml) KOH masė mg.
Riebalų rūgštumą galima išreikšti ir rūgštingumo laipsniais. Tai kiekis 1 M KOH arba
NaOH ml, reikalingas neutralizuoti laisvosioms riebalų rūgštims, esančioms 100 g riebalų.
Aliejaus rūgščių skaičius (mg KOH 1 g produkto) iš karto po pagaminimo neturi būti didesnis
kaip 0,4, o baigiantis galiojimo laikui – ne didesnis kaip 0,6. Šviežio sviesto riebalų rūgštingumas –
0,5 – 2 laipsniai (kiekis 1 M NaOH ml 100 g riebalų).
2. Peroksidų skaičiaus nustatymas riebaluose
Peroksidų skaičius parodo riebalų oksidacijos laipsnį. Peroksidų skaičius parodo tik tikrąjį
peroksidų kiekį, t. y. skirtumą tarp riebaluose likusių peroksidų ir suskilusių peroksidų kiekių.
Peroksidų skaičių galima nustatyti jodometriniu arba kolorimetriniu metodu. Praktikoje
laboratorijose dažniausiai naudojamas jodometrinis metodas.
Šio metodo esmė – rūgščioje aplinkoje esant peroksidų nuo kalio jodido atskyla laisvas jodas,
kurio kiekis prilyginamas peroksidų kiekiui.
Laisvas jodas titruojamas Na2S2O3 (natrio tiosulfato) tirpalu.
Darbo eiga
Į kūginę 200 ml talpos kolbą su šlifuotu kamščiu pasveriama 1 g riebalų 0,001 g tikslumu
(kieti riebalai turi būti pašildomi ne aukštesnėje kaip 50 ºC temperatūroje). Tuoj pat pripilama 25 ml
mišinio, sudaryto iš ledinės acto rūgšties bei chloroformo (3 : 2) ir 1 ml sočiojo KI tirpalo. Kolba
užkemšama ir gerai išmaišomas jos turinys. Paliekama pastovėti tamsoje 5 min. Po to matavimo
cilindru įpilama 75 ml distiliuoto vandens, apiplaunant kamštį, 5 lašai krakmolo tirpalo, sumaišoma
ir tuojau pat titruojama 0,002 M Na2S2O3 iki spalvos pasikeitimo, kuri nepranyksta apie 30 s. Tuo
pat metu atliekamas kontrolinis bandymas, kurio metu sunaudotas 0,002 M Na2S2O3 kiekis neturi
viršyti 0,5 ml.
Analizės negalima atlikti tiesioginėje saulės šviesoje.
22
Rezultatų skaičiavimas
Peroksidų skaičius, išreikštas aktyvaus deguonies miliekvivalentais 1 kg riebalų,
skaičiuojamas pagal formulę:
m
baT
1000 ,
čia T – molinė natrio tiosulfato koncentracija,
a – 0,002 M Na2S2O3 kiekis ml, sunaudotas tiriamajam mėginiui titruoti,
b – 0,002 M Na2S2O3 kiekis ml, sunaudotas kontroliniam mėginiui titruoti,
m – riebalų mėginio masė g.
5 lentelė. Maksimali leistinoji peroksidų skaičiaus vertė
Produktas Peroksidų skaičius
Rafinuoti aliejai
Taukai
Margarinas
Sviestas
10,0
3,0
4,0
4,5
Įranga, priemonės ir reagentai
Kūginės 200 ml talpos kolbos;
analitinės svarstyklės;
vandens vonia, kurioje palaikoma 50 °C temperatūra;
CH3COOH (ledinės acto rūgšties, etano rūgšties) ir CHCl3 (chloroformo, trichlormetano) (3 : 2)
mišinys (ledinė acto rūgštis – acto rūgštis, turinti ≥ 98 % CH3COOH);
sotusis KI (kalio jodido) tirpalas, paruoštas prieš pat tyrimą;
šviežiai paruoštas 1 % krakmolo tirpalas;
0,002 M Na2S2O3 (natrio tiosulfatas);
etilo eterio ir etanolio (1 : 1) mišinys;
1 % fenolftaleino tirpalas;
0,1 M KOH (kalio hidroksidas, kalio šarmas).
Kontroliniai klausimai
1. Kokie aplinkos veiksniai labiausiai gadina riebalus?
2. Kokie pagrindiniai procesai, vykstantys riebalams apkarstant?
3. Ką parodo riebalų rūgščių skaičius?
4. Ką parodo peroksidų skaičius riebaluose?
5. Kokiais metodais galima nustatyti peroksidų skaičių?
23
6 laboratorinis darbas. AZOTINIŲ JUNGINIŲ KIEKIO NUSTATYMAS MAISTO
PRODUKTUOSE
Azotas, esantis žaliavose ir maisto produktuose, yra baltyminiuose ir nebaltyminiuose
junginiuose. Baltyminio azoto dalis bendrame azoto kiekyje priklauso nuo produkto kilmės.
Didžiausi jo kiekiai būna gyvūniniuose produktuose.
Baltymai, kaip aminorūgščių šaltinis, yra vienas iš pagrindinių mitybos komponentų, todėl
baltymų vertės nustatymas produktuose labai svarbus apibrėžiant jų mitybinę vertę.
Kiekybinis baltymų nustatymas maisto produktuose atliekamas tokiais metodais:
- Kjeldalio metodu – pagrįstas azoto kiekio nustatymu;
- kolorimetriniu metodu – pagrįstas spalvinių junginių susidarymu, pvz., su amido
juoduoju, su vario jonais (biureto metodas);
- infraraudonosios spektroskopijos metodu – pagrįstas tam tikrų baltymų grupių geba
absorbuoti infraraudonuosius spindulius;
- formaldehidinio titravimo metodu – pagrįstas laisvų amino grupių baltymuose
blokavimu formaldehidu (skruzdžių aldehidu) ir laisvų karboksilo grupių titravimu baziniu tirpalu.
- ir kitais metodais.
Kjeldalio metodas pripažįstamas kaip tiksliausias, nustatant bendrąjį azotinių junginių kiekį
maisto produktuose. Pagrįstas tiriamo organinio junginio mineralizavimu (deginimu)
koncentruotoje sieros rūgštyje šios rūgšties virimo temperatūroje. Tiriama medžiaga oksiduojasi iki
anglies dvideginio ir vandens, o joje esantis azotas išsiskiria kaip amoniakas, kuris sieros rūgšties
aplinkoje sudaro amonio druską.
2 H2SO4 → 2 SO2 + 2 H2O + O2,
COOH
|
R + O2 → x CO2 + y H2O + z NH3,
|
NH2
2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4.
Deginimo procesas pagreitinamas dedant katalizuojančios medžiagos arba keliant sieros
rūgšties virimo temperatūrą. Kaip katalizuojančios medžiagos gali būti naudojamos: Hg, Cu, Se,
CuO, HgO, P2O5, H2O2, CuSO4, HgSO4. Norint pakelti sieros rūgšties virimo temperatūrą,
naudojamas K2SO4 arba Na2SO4.
Katalizuojantis pridedamų medžiagų poveikis pagrįstas deguonies pernaša iš sieros rūgšties
organiniams junginiams, pvz., naudojant Hg:
Hg + H2SO4 → HgO + SO2 +H2O,
4 Hg → 2 Hg2O + O2,
Hg2O → HgO + Hg,
24
naudojant oksidą:
4 CuO → 2 Cu2O + O2,
Cu2O + H 2SO4 → 2CuO + SO2 + H2O.
Išsiskyręs deguonis oksiduoja organinius junginius.
Naudojant kalio ar vario sulfatą deginimas vyksta be nuostolių, tik trunka gana ilgai.
Naudojant seleno ir kitų stipriai oksiduojančių medžiagų mišinį, deginimo laikas sutrumpėja beveik
0,5 val., bet netenkama dalies azoto, kurio nuostolius galima sumažinti kartu naudojant HgO, nes
gyvsidabrio-amonio kompleksas yra atsparesnis oksidacijai nei laisvos amino druskos.
Tolesnis tyrimas – tai amoniako atskyrimas naudojant stiprią bazę:
(NH4)2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 NH3 + 2 H2O.
Jeigu naudojamas Hg kaip katalizatorius, prieš distiliavimą reikia į kolbą įdėti šiek tiek cinko
miltelių, nes gyvsidabris su amoniaku sudaro gyvsidabrio-amonio junginius (NH4Hg)2SO4,
nesuyrančius šarminėje aplinkoje:
Zn + 2 NaOH → Na2ZnO2 + H2,
(NH4Hg)2SO4 + 2 H2 → (NH4)2SO4 + 2 Hg.
Panašus efektas gaunamas naudojant kalio (K2S) ar natrio sulfidą (Na2S), nes šarminėje
aplinkoje abu šie junginiai yra kaip reduktoriai, panašiai kaip vandenilis. Paprastai dedama apie
25 cm3 (ml) 4 % K2S arba Na2S tirpalo.
NaOH išskirtas amoniakas distiliuojamas į surinktuvą su standartiniu druskos arba sieros
rūgšties tirpalu.
Jeigu distiliavimo metu išsiskiriantis amoniakas surenkamas į indą su druskos rūgštimi,
tuomet
NH3 + HCl → NH4Cl.
Druskos ar sieros rūgšties perteklius surinktuve titruojamas standartiniu NaOH tirpalu:
HCl + NaOH → NaCl + H2O.
Pagal standartinės rūgšties, surištos su amoniaku, kiekį galima suskaičiuoti azoto kiekį tirtame
mėginyje.
Vietoje koncentruotos rūgšties amoniakui surišti galima naudoti 4 % boro rūgšties tirpalą.
Šiame boro rūgšties tirpale negali būti kitų neorganinių rūgščių priemaišų ir, kaip silpna rūgštis, turi
nereaguoti su metilo raudonuoju. Reakcijos tarp amoniako ir boro rūgšties metu susidariusi boro
rūgšties amonio druska reaguoja su stipria rūgštimi kiekybiškai, kaip laisvas amoniakas, todėl
surištą amoniaką surinktuve galima titruoti tiesiogiai stipria standartine rūgštimi, pvz., sieros ar
druskos, naudojant indikatorių metilo raudonąjį.
Naudojant boro rūgštį amoniakui sujungti, reikia atkreipti dėmesį į tai, kad distiliato garai būtų
gerai vėsinami, nes amoniakas gali išgaruoti, sudarydamas nuostolių.
1 ml arba cm3 druskos rūgšties, kurios koncentracija 0,1 mol l
-1, arba sieros rūgšties, kurios
koncentracija 0,05 mol l-1
, atitinka 1,401 mg azoto. Rūgšties, surištos su amoniaku, kiekis ml arba
25
cm3 padaugintas iš 1,401 atitinka azoto kiekį mėginyje, kuris buvo pasvertas analizei atlikti.
Rezultatas išreikštas procentais (procentinis bendrojo azoto kiekis), įvertina tiriamą produktą.
Azoto kiekis yra pagrindas baltymų kiekiui skaičiuoti. Žinant procentinį azoto kiekį tiriamoje
medžiagoje, galima suskaičiuoti žalių baltymų arba bendrąjį baltymų kiekį. Žali baltymai =
bendrasis baltymų kiekis % x baltymų perskaičiavimo koeficiento.
Baltymų perskaičiavimo koeficientai apskaičiuoti pagal azoto kiekį atskiruose baltymuose ir
baltymų grupėse, esančiose tiriamajame produkte. Mėsos baltymuose vidutinis azoto kiekis – 16 %.
Šiuo pagrindu nustatyomas perskaičiavimo koeficientas: 100:16 = 6,25, iš kuriuo reikia padauginti
nustatytą azoto kiekį, norint sužinoti baltymų kiekį. Šis skaičiavimas yra sąlyginis, nes azoto mėsos
baltymuose būna nuo 14 iki 18 %. Augaliniuose baltymuose azoto kiekis kinta nuo 16,33 iki
18,73 %, o perskaičiavimo koeficientas kitas, pvz., miežių, ryžių, kukurūzų, pupelių, rapsų išspaudų
– 6,0; kviečių, rugių, avižų, žirnių, pupų – 5,7; linų, kanapių, saulėgrąžų, lubinų, medvilnės sėklų –
5,5. Pieno baltymų vidutinis azoto kiekis – 15,68 %, perskaičiavimo koeficientas – 6,38.
Bendrasis baltymų kiekis yra didesnis nei tikrasis. Taip yra todėl, kad žalių baltymų
skaičiavimui perskaičiavimo koeficientai (azoto – į baltymus) apskaičiuoti pagal vidutinę sudėtį
elementaraus baltymo, esančio tam tikrame produkte. Žinoma, kad bendrąjį azotą sudaro ne tik
baltymų sudėtyje esantis azotas. Kuo daugiau šiame produkte nebaltyminio azoto, tuo didesnis yra
bendrasis baltymų kiekis, lyginant su tikruoju.
Baltyminio azoto kiekis piene sudaro 95 % bendrojo azoto kiekio. Pieno baltymų
perskaičiavimo koeficientas – 6,38. Bendrąjį azoto kiekį, išreikštą %, padauginus iš 6,38, gautas
bendrasis baltymų kiekis bus apie 5 % didesnis už tikrąjį baltymų kiekį.
Nustatant tikrąjį baltymų kiekį, baltymai išskiriami iš tirpalo, nuosėdos atskiriamos ir nuosėdose
ar filtrate nustatomas azoto kiekis. Nuosėdose esantis azotas atitinka baltyminio azoto kiekį, filtrate –
nebaltyminio azoto kiekį. Žinant bendrąjį azoto kiekį tiriamame mėginyje ir azoto kiekį vienoje iš
frakcijų, azoto kiekį kitoje frakcijoje galima apskaičiuoti pagal skirtumą. Baltyminio azoto kiekis,
padaugintas iš atitinkamo perskaičiavimo koeficiento, rodo tikrąjį baltymų kiekį.
Darbo tikslas – išmokti nustatyti azoto ir baltymų kiekius maisto produktuose.
Užduotis. Nustatyti azoto ir baltymų kiekį pateiktame produkte.
Darbo eiga
Po 0,5–1,0 g tiriamo produkto mėginio sudedama į Kjeldalio kolbas, įpilama 10 ml
koncentruotos H2SO4, 1 ml 30 % H2O2. Kjeldalio kolbos mineralizavimo aparate lėtai kaitinamos
15 – 20 min, kad skystis neputotų. Kolba atvėsinama, įlašinami keli lašai H2O2 ir vėl kaitinama.
Kartojama tol, kol mineralizatas tampa skaidrus, t. y. kol produkto mineralinės medžiagos suskyla ir
lieka tik mineraliniai junginiai. Kolbos atvėsinamos.
Amoniakui distiliuoti mėginiai praskiedžiami distiliuotu vandeniu ir perpilami į 100 ml
matavimo kolbas. Pilama distiliuoto vandens iki žymės kolbos kaklelyje ir gerai sumaišoma.
Kiekviena Kjeldalio kolba prijungiama prie distiliavimo įrangos. Kondensatoriaus išėjimo
vamzdelio galiukas turi būtų pamerktas į kūginę 300 ml talpos kolbą distiliatui surinkti. Į ją įpilama
25 ml 3 % boro rūgšties (H3BO3) tirpalo ir 2–3 lašai Taširo indikatoriaus tirpalo.
Į distiliavimo kolbą įpilama 2–5 ml mineralizato ir 10 ml 40 % natrio hidroksido (NaOH)
tirpalo. Distiliuojama 15–20 min. Skiriantis amoniakui, borato spalva iš rausvos keičiasi į žalią.
Norint patikrinti, ar visas amoniakas išsiskyrė iš mineralizato, ant lakmuso popierėlio užlašinama
distiliato.
26
Distiliatas titruojamas HCl tirpalu, kol distiliato spalva iš žalios spalvos tampa rausva.
Tokiomis pat sąlygomis distiliuojamas ir titruojamas kontrolinis (tuščias) mėginys
(distiliuotas vanduo).
Rezultatų skaičiavimas
Azoto kiekis (N) % arba g 100 g-1
tiriamame mėginyje skaičiuojamas atsižvelgiant į tyrimui
paimtos medžiagos masę, titruojant sunaudotos HCl kiekį, jos koncentraciją ir praskiedimą:
bm
BVVN
100)(00014,0 01 ,
čia 0,00014 – azoto kiekis, kurį sujungia 1 ml 0,01 N HCl g,
V1 – 0,01 M HCl kiekis, sunaudotas iš distiliuojamo mineralizato išsiskyrusiam amoniakui sujungti ml,
V0 – 0,01 M HCl kiekis, sunaudotas tuščiajam mėginiui titruoti ml,
B – mėginio, mineralizuoto Kjeldalio kolboje, praskiedimo tūris ml (B = 100),
b – distiliuoti paimtas mineralizato kiekis ml (jeigu distiliuojamas visas mineralizuotas mėginys
(B = b), šis dydis lygus m),
m – analizuoto mėginio masė g,
100 – daugiklis perskaičiuoti azotui, nustatytam mėginyje, į 100 g produkto.
Azotas perskaičiuojamas į baltymus naudojantis atitinkamais perskaičiavimo koeficientais.
Įranga, priemonės ir reagentai
Mineralizavimo aparatas, kuriame Kjeldalio kolbos laikomos nuožulnioje padėtyje (apie 45°), su
elektriniais kaitintuvais ar dujiniais degikliais, su garų ištraukimo sistema;
distiliavimo įranga;
500 ml talpos Kjeldalio kolbos;
10, 25, 50 ir 100 ml matavimo cilindrai;
kūginės kolbos;
biuretė graduota po 1 ml;
biuretė, graduota po 0,1 ml;
koncentruota H2SO4 (sulfato rūgštys);
30 % H2O2 (vandenilio peroksidas, divandenilio dioksidas) arba CuO (milteliai);
40 % NaOH (natrio hidroksido, natrio šarmo) tirpalas;
3 % H3BO3 (boro rūgšties, vandenilio trioksoborato rūgšties) tirpalas;
0,01 M HCl (druskos rūgšties) tirpalas;
Taširo indikatorius (2 g metilo raudonojo ir 1 g metileno mėlio, ištirpintų 1000 ml 95 % etanolio);
lakmuso popierėlis.
Kontroliniai klausimai
1. Kokie yra kiekybiniai baltymų nustatymo maisto produktuose metodai?
2. Apibūdinkite Kjeldalio metodo esmę.
3. Kaip suskaičiuoti žalių baltymų arba bendrąjį baltymų kiekį produkte?
27
7 laboratorinis darbas. MINERALINIŲ MEDŽIAGŲ KIEKIO NUSTATYMAS
MAISTO PRODUKTUOSE
Apie mineralinių medžiagų kiekį produkte sprendžiama pagal pelenų, likusių sudeginus
produkto organines medžiagas tokiose sąlygose, kuriose nesuskyla chloridai ir nesioksiduoja chloro
junginiai. Pelenuose, be natūralių sudėtinių dalių, gali būti smėlio ar kitų teršalų likučių, pvz.,
valgomosios druskos ar cheminių medžiagų.
Pelenų kiekis ir sudėtis priklauso nuo maisto produktų kilmės ir mėginiui mineralizuoti
taikyto metodo. Daugumoje pieno produktų yra nuo 0,5 iki 1,0 % pelenų. Nenuriebalintuose pieno
milteliuose jų gali būti iki 8,0 %. Vaisiuose pelenų susikaupia 0,2–0,8 %, jų kiekis priklauso nuo
drėgmės kiekio. Kai kuriuose džiovintuose vaisiuose, pvz., abrikosuose, pelenų gali susikaupti
didžiausi kiekiai – iki 3,5 %. Vaisių sultyse pelenų būna apie 0,6 %. Pelenų kiekis daržovėse
didesnis nei vaisiuose ir sudaro apie 1,0 %, pupinių augalų sėklose – iki 4,0 %. Daržovių
perdirbimo produktuose, kuriuose yra druskos, pelenų kiekis didesnis. Kvietiniuose miltuose pelenų
būna nuo 0,45 iki 2,0 %, o ruginiuose – 0,58–2,0 %. Šviežioje mėsoje pelenų yra apie 1,0 %, bet
perdirbimo produktuose gali padaugėti iki keleto procentų. Kiaušinio trynyje pelenų būna tris kartus
daugiau nei baltyme (atitinkamai 1,7 ir 0,6 %). Cukruje, meduje ir sirupuose pelenų yra tik
pėdsakai – iki 0,05 %.
Norint charakterizuoti mineralines medžiagas nustatomi:
- bendrasis pelenų kiekis;
- vandenyje tirpių pelenų kiekis,
- netirpių druskos rūgštyje (10 %) pelenų kiekis (žalieji pelenai),
- pelenų šarmingumas arba rūgštingumas,
- mineralinė sudėtis.
Bendrasis pelenų kiekis nusako produktų maistinę vertę. Tokiuose produktuose, kaip miltai ir
cukrus, bendrasis pelenų kiekis parodo valymo ir rafinacijos laipsnį. Sėlenose kai kurių mineralinių
medžiagų yra apie 20 kartų daugiau nei endospermoje, todėl bendrasis pelenų kiekis yra pagrindinis
rodiklis, parodantis kaip grūdų luobelės ir gemalai atskirti nuo likusių grūdų. Vaisių džemuose ir
marmeladuose bendrasis pelenų kiekis naudojamas vaisių kiekiui produktuose nustatyti, o vaisių
sultyse ir gėrimuose – jų falsifikatams nustatyti.
Vandenyje tirpių pelenų kiekis kartais naudojamas kaip vaisių kiekio konservuotuose
džemuose ir marmeladuose rodiklis, konditerijos gaminių tyrimuose.
Pelenų, netirpių 10 % druskos rūgštyje, kiekis apibrėžia produkto grynumą, parodo smėlio,
kuris netirpsta 10 % HCl, kiekį. Tokie pelenai vadinami žaliaisiais pelenais. Šis tyrimo metodas
rekomenduojamas analizuojant pelenus grūdų produktuose, taip pat tiriant ryžių grūdų luobelės
likučius ir vaisių bei daržovių taršą.
Mineralinės medžiagos, kurios, sudeginus produktą, sudaro pelenus, yra tam tikro
šarmingumo arba rūgštingumo. Rūgštiniams junginiams priskiriama siera, fosforas, silicis ir
chloras, o šarminiams – kalis, natris, kalcis ir magnis. Rūgštinantys produktai yra mėsa, grūdų
produktai, kiaušiniai, o šarminantys – daržovės, vaisiai ir pienas. Pelenų šarmingumas arba
rūgštingumas išreiškiamas ml arba cm3 rūgšties arba šarmo, sunaudoto gautiems pelenams
neutralizuoti. Augalinių produktų pelenų šarmingumas apibrėžiamas ir kaip organinių rūgščių
kiekis, kurios sunaudotos mineralizacijai iki karbonatų. Vaisių produktuose, kuriuose yra dideli
28
kiekiai rūgščių arba jų druskų, šarmingumas parodo vaisių kiekį. Šis rodiklis dažniausiai
naudojamas maisto falsifikavimo tyrimams ir šarminei-rūgštinei pusiausvyrai nustatyti.
Pagrindiniai pelenų junginiai yra makroelementai – Ca, P, K, Cl, Na, Mg ir S. Jų kiekis maisto
produktuose sudaro daugiau nei 0,01 %. Kiti metalai – vadinamieji mikroelementai – sudaro labai
nedidelius kiekius – mažiau nei 0,01 %.
Norint gauti pelenus, organinių medžiagų mineralizacija atliekama deginant „sausai“.
Dažniausiai mėginys deginamas tiglyje. Dėl junginių lakumo aukštoje temperatūroje, deginant gali
susidaryti mineralinių medžiagų nuostolių, pvz., sieros ir halogenų, todėl procesas turi vykti
įprastose sąlygose. Veiksniai, kuriuos reikia kontroliuoti, yra šie: temperatūra, deginimo laikas,
naudojami indai. Daugumai produktų rekomenduojama temperatūra – 550 ºC, grūdams ir grūdų
produktams – 900 ºC. Deginimo laikas – 16–18 valandų. Deginimo greitis priklauso nuo produktų
sudėties, sunkiau dega rūgštinės medžiagos arba turinčios daug baltymų. Skystus produktus (sultis)
prieš deginant reikia sukoncentruoti kaitinant vandens vonioje. Norint išvengti fosforo ir chloro
nuostolių prieš mineralizaciją galima pridėti šarminančių medžiagų, pvz., magnio acetato.
Norint nustatyti labai mažus kiekius mineralinių medžiagų, naudojamas ir „šlapiasis“ deginimas.
Tokiuose procesuose naudojamos rūgštys: sieros, azoto, perchlorato, naudojant atskiras rūgštis arba
jų mišinius. Rūgščių HNO3 – HClO4 mišinys skirtas maisto produktų, turinčių baltymų ir
angliavandenių, bet neturinčių riebalų, mineralizacijai.
Atskiri mineraliniai komponentai, esantys pelenų sudėtyje, nustatomi titruojant, pvz., chloridai
kolorimetriniais metodais, fosforas – atominės absorbcijos spektrofotometrijos metodu.
Maisto produktuose yra ir chloridų, kurie lieka iš žaliavų arba jų pridedama kaip skoninių ar
konservuojančiųjų medžiagų. Valgomosios druskos kiekis – tai visų chloridų, esančių tiriamame
produkte, kiekis (Cl- kiekis). Jie nustatomi kaip chlorido jonai, tada skaičiuojami ir išreiškiami kaip
NaCl. Chloras ir chloridai maisto produktuose nustatomi pagal masę arba tūrį argentometrinio
titravimo metodu su sidabro nitratu (Volhardo arba Mohro metodas).
Mohro metodas. Chloridai titruojami sidabro nitratu neutralioje aplinkoje, naudojant kalio
chromatą kaip indikatorių. Reakcija vyksta taip:
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + ↓ AgCl.
Kai iškrenta sunkiai tirpstančios AgCl nuosėdos, likęs nesurištas AgNO3 reaguoja su
chromatu:
2 Ag NO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2 KNO3.
Susidaręs sidabro chromatas, tirpalą nudažo rudai raudona spalva.
Tirpalo pH reakcijos metu turi būti neutralus. Rūgščiame tirpale vandenilio jonai reaguoja su
CrO 2
4 jonais ir susidaro HCrO
4 ir Cr2O2
7 jonai. Dėl to sumažėja CrO 2
4 jonų koncentracija, o
esant mažesniam pH, gali ir visai nesusidaryti gerai tirpstančio rūgščioje aplinkoje Ag2CrO4
nuosėdos. Dėl to analizės rezultatai gali būti neteisingi.
2 CrO 2
4 + 2 H
+ ↔ Cr2O
2
7 + H2O.
Stipriai šarminiuose tirpaluose (pH > 10,5) susidaro Ag2O nuosėdos (anksčiau nei Ag2CrO4).
2 Ag+ + 2 OH
- → Ag2O + H2O.
29
Volhardo metodas. Į azoto rūgštimi parūgštintą chloridų tirpalą įpilama AgNO3. Nitratas
reaguoja su chloridais
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + ↓ AgCl.
AgNO3 perteklius titruojamas natrio arba kalio tiocianatu, naudojant geležį (III) kaip
indikatorių.
AgNO3 + KSCN → AgSCN + KNO3.
Kalio tiocianato perteklius reaguoja su Fe (III), sudarydamas raudonos spalvos kompleksą,
kuris rodo reakcijos pabaigą. Šio metodo privalumas tas, kad chloridus galima titruoti rūgščioje
aplinkoje.
Darbo tikslas – išmokti nustatyti mineralinių medžiagų kiekį maisto produktuose.
Užduotis. Nustatyti pelenų kiekį pateiktame produkte, pelenų šarmingumą ir rūgštingumą,
chloridų kiekį raugintuose kopūstuose ar agurkuose.
1. Pelenų kiekio nustatymas
Darbo eiga
Analitinėmis svarstyklėmis į iškaitintą iki pastovios masės porcelianinį tiglį pasveriama 1–3 g
tiriamo produkto (0,0001 g tikslumu). Drėgnesnio produkto mėginys pirmiausiai koncentruojamas
vandens vonioje, po to džiovinamas spintoje 100–102 ºC temperatūroje. Išdžiūvęs traukos spintoje
mėginys, atsargiai apdeginamas degiklio liepsnoje. Tada suanglėjęs mėginys dedamas į mufelinę
krosnį ir deginamas 500–550 ºC temperatūroje 16–18 valandų. Mėginys išimamas iš krosnies ir
dedamas į eksikatorių, atvėsinamas iki kambario temperatūros. Pasveriamas analitinėmis
svarstyklėmis.
Rezultatų skaičiavimas
Pagal skirtumą, gautą pasvėrus mėginį prieš deginimą ir po jo, suskaičiuojamas pelenų kiekis.
Rezultatai skaičiuojami g 100 g-1
arba g (100 cm3)-1
mėginio.
Šviežiose daržovėse pelenų būna nuo 0,7 iki 1,0 %, džiovintuose vaisiuose ir daržovėse – apie
2 ir 5 %, vaisių sultyse – iki 0,6 %, piene – apie 0,7 %, kvietiniuose miltuose – nuo 0,45 iki 2,0 %,
ruginiuose – 0,58–2,0 %.
2. Pelenų rūgštingumo arba šarmingumo nustatymas
Darbo eiga
Pelenai, gauti sudeginus mėginį, tiglyje užpilami 20 ml H2SO4, išmaišoma. Tiglio turinys
perpilamas į kūginę 250 ml talpos kolbą, tiglis skalaujamas 50 ml distiliuoto vandens, supilama į
kolbą. Kolba kaitinama iki virimo vandens vonioje (siekiant pašalinti karbonatus), turinys
atvėsinamas, įpilami keli lašai fenolftaleino ir titruojama NaOH tirpalu.
Atliekamas kontrolinis bandymas, titruojant 20 ml H2SO4 NaOH tirpalu.
Rezultatų skaičiavimas
Pelenai tirpsta rūgštyje. Rūgštis, nesureagavusi su šarminiais pelenų junginiais, titruojama
natrio hidroksidu. Pelenų šarmingumas išreiškiamas 0,05 M sieros rūgšties, sureagavusios su pelenų
šarminiais junginiais, kiekiu ml arba cm3. Pelenų rūgštingumas išreiškiamas 0,1 M natrio šarmo,
sureagavusio su pelenų rūgštiniais junginiais, kiekiu ml arba cm3. Galutiniai rezultatai turi būti
pateikiami ml arba cm3 sieros rūgšties arba natrio šarmo 100 g arba 100 cm
3 produkto.
30
Pelenų šarmingumas, išreikštas ml arba cm3
sieros rūgšties (0,5 M) 100 g produkto, šviežiuose
vaisiuose sudaro nuo 3 iki 9, daržovėse – nuo 1 iki 9, pupelėse – 22, piene – apie 3.
3. Chloridų kiekio nustatymas raugintuose kopūstuose ir agurkuose Mohro metodu
Darbo eiga
Mėginio paruošimas: į kūginę 100 ml kolbą įpilama 10 ml sulčių (rasalo), 50 ml distiliuoto
vandens. Pakaitinama iki virimo. Atvėsinama iki kambario temperatūros, neutralizuojama NaOH
tirpalu, naudojant fenolftaleiną. Apskaičiuojams rūgštingumas, išreiškiant pieno rūgšties % (pieno
rūgšties M = 90).
Nustatymas: į 100 ml talpos matavimo kolbą pamatuojama 10 ml sulčių, įpilama NaOH tiek,
kiek buvo sunaudota neutralizuojant (fenolftaleinas nepilamas). Pripildoma iki brūkšnio distiliuotu
vandeniu. Į kūginę 250 ml kolbą pamatuojama 20 ml šio tirpalo. Įpilama 1 ml K2CrO4. Titruojama
AgNO3 tirpalu iki rudai raudonos susidariusio sidabro chromato spalvos.
Rezultatų skaičiavimas
Titravimo rezultatai perskaičiuojami į natrio chloridą. Procentinis natrio chlorido kiekis
skaičiuojamas atsižvelgiant į sunaudotą titruojant sidabro nitrato kiekį, jo koncentraciją ir tiriamo
tirpalo praskiedimą.
1 ml 0,1 M AgNO3 atitinka 5,85 mg NaCl arba 3,55 mg Cl.
Skiedimo schema: 10 ml → 100 ml → 20 ml
Chloridų kiekis, perskaičiavus į NaCl, raugintuose kopūstuose sudaro 1,2 – 2,5 %, raugintuose
agurkuose – 1,5 – 3,5 %.
Įranga, priemonės ir reagentai
Porcelianiniai tigliai;
vandens vonia;
eksikatorius;
analitinės svarstyklės;
mufelinė krosnis;
kūginės 250 ml talpos kolbos;
100 ml matavimo kolba;
0,05 M H2SO4 (sieros rūgštis, sulfato rūgštys);
0,1 M NaOH (natrio hidroksidas, natrio šarmas);
5 % K2CrO4 (kalio chromatas, dikalio tetraoksochromatas);
0,1 M AgNO3 (sidabro nitratas, sidabro trioksonitratas);
fenolftaleino tirpalas.
Kontroliniai klausimai
1. Pagal kokį rodiklį vertinamas mineralinių medžiagų kiekis maisto produktuose?
2. Kokie rodikliai apibūdina mineralines medžiagas maisto produktuose?
3. Ką parodo maisto produktų bendrasis pelenų kiekis?
4. Kaip vadinami pelenai, netirpstantys 10 % HCl, ir kodėl?
5. Kaip atliekama organinių medžiagų mineralizacija?
6. Kokiais metodais maisto produktuose nustatomi chloridų kiekiai?
31
8 laboratorinis darbas. KALCIO IR FOSFORO KIEKIŲ NUSTATYMAS MAISTO
PRODUKTUOSE
Mineraliniai junginiai maisto produktuose yra įvairių formų, pvz., kaip vandeninės produkto
fazės tirpalas, kaip neorganinių ar organinių rūgščių druskos, taip pat gali būti kaip netirpūs
kompleksiniai junginiai, pvz., piene – kalcis ir fosforas yra organiniuose junginiuose su kazeinu, o
fosforas – fosfolopiduose.
Mineraliniai junginiai, taip pat ir kalcis bei fosforas, nustatomi mineralizuojant mėginį –
organinės medžiagos oksiduojasi, o mineraliniai junginiai pereina į tirpalą.
Kalcio kiekis produktuose dažniausiai nustatomas manganometriniu, kompleksometriniu,
liepsnos fotometrijos arba atominės absorbcijos spektrofotometrijos metodu.
Naudojant manganometrinį metodą, iš sausuoju ar šlapiuoju būdu mineralizuoto mėginio
kalcis nusodinamas rūgščioje aplinkoje, veikiant amonio oksalatu. Ištirpinus kalcio oksalatą sieros
rūgštyje, susidariusi laisva oksalo rūgštis titruojama kalio permanganatu.
Naudojant kompleksometrinį metodą, kalcio nustatymas pagrįstas šio elemento reakcija su
etilendinitrilotetraacto rūgštimi (EDTA), naudojant indikatorių.
Liepsnos fotometrijos metodu matuojamas spinduliavimo intensyvumas, kurį skleidžia
degiklio liepsnoje sužadinti kalcio atomai.
Atominės absorbcijos spektrofotometrijos metodas pagrįstas laisvų kalcio atomų radiacijos
absorbcijos matavimu.
Fosforo kiekis dažniausiai nustatomas kolorimetriniu metodu. Šis metodas pagrįstas
ortofosfatų pervedimu į fosfomolibdatus, kurie redukuojami, ir susidariusio mėlyno fosfomolibdeno
absorbcijos matavimu.
Darbo tikslas – išmokti nustatyti kalcio ir fosforo kiekius maisto produktuose.
Užduotis. Nustatyti Ca ir P kiekį piene.
1. Kalcio kiekio nustatymas piene tūrio metodu
Darbo eiga
Šlapiosios mineralizacijos metu, naudojant rūgštis, susidaro tirpios kalcio druskos, kurios,
esant tam tikram aplinkos pH, veikiant amonio oksalatui, sudaro kalcio oksalatą. Izoliuotas ir
išplautas kalcio oksalatas ištirpinamas sieros rūgštyje, susidaro oksalo rūgštis, titruojama etaloniniu
kalio permanganato(VII) tirpalu. Vyksta tokios reakcijos:
CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2 NH4Cl.
amonio oksalatas
Filtravimas, nuosėdų plovimas, tirpinimas H2SO4:
CaC2O4 + H2SO4 = C2H2O4 + CaSO4.
Kalio permanganatas rūgščioje aplinkoje oksiduoja oksalo rūgštį iki CO2, pats išblunka:
2 KMnO4 + 5 C2H2O4 + 3 H2SO4 = 2 MnSO4 + 10 CO2 + K2SO4 + 8 H2O.
1 cm3 0,02 M KMnO4 atitinka 0,0028 g CaO arba 0,0020 g Ca.
32
Mėginio mineralizavimas. Sausoje 25 ml talpos menzūroje pasveriama 10 g pieno 0,001 g
tikslumu. Turinys perpilamas į 100 ml talpos Kjeldalio kolbą. Vėl sveriama menzūra. Pieno
mėginio masė skaičiuojama pagal skirtumą tarp menzūros su pienu masės ir menzūros masės
išpylus pieną.
Galima pieną pamatuoti 10 ml pipete ir perskaičiuoti į masę, tūrį padauginus iš tankio,
nustatyto laktodensimetru.
Į pieną Kjeldalio kolboje pripilama 20 ml azoto rūgšties ir 10 ml perchlorato rūgšties. Turinys
kaitinamas traukos spintoje ant silpnos degiklio ugnies.
Mineralizacijos metu virimas turi būti nestiprus, skiriasi rudi dūmai. Kai kolbos turinys
sutirštėja iki 2/3 pirminio tūrio, pastebimas intensyvus virimas, vyksta stiprūs organinių junginių
oksidacijos procesai, – skiriasi balti dūmai (egzoterminė reakcija). Tuomet reikia sumažinti degiklio
liepsną.
Dėmesio: per daug greitas oksidacijos procesas (per stiprus mišinio kaitinimas) gali sukelti
sprogimą!!!
Pasibaigus reakcijai, tirpalas kolboje yra bespalvis. Patamsėjus tirpalui, reikia įpilti (atvėsinus)
3 ml azoto rūgšties ir iš naujo kaitinti, kol tirpalas nuskaidrės. Deginimo (oksidacijos) pabaiga
nustatoma taip: tirpalas atvėsinamas ir įpilama 25 ml distiliuoto vandens, stipriai pakaitinama, kad
pasišalintų azoto oksido garai ir stebima, ar skystis tamsėja ar lieka bespalvis. Jeigu tirpalas tamsėja,
kolbos turinys vėl intensyviai pakaitinamas ir vėl įpilama azoto rūgšties porcija. Taip daroma tol,
kol tirpalas lieka bespalvis. Tada bespalvis skystis kolboje sukoncentruojamas iki 4–5 ml ir
atvėsinamas. Atvėsęs tirpalas perpilamas į 100 ml matavimo kolbą ir pripilama distiliuoto vandens
iki brūkšnio.
Kalcio nustatymas. 50 ml mineralizuoto mėginio įpilama į 400 ml menzūrą, praskiedžiama
200 ml distiliuoto vandens, įpilama 10 ml 10 % amonio chlorido. Tirpalas skiedžiamas amoniaku
(praskiestu 1:2 distiliuotu vandeniu), lašinant po truputį iki pH 4,5–5,5, naudojant metileno
raudonąjį indikatorių; pabaigoje pH patikrinama universaliu indikatoriaus popierėliu.
Menzūros turinys pašildomas iki virimo, ir kalcis nusodinamas 15–20 ml 5 % amonio oksalato
tirpalo. Kai iškrenta nuosėdos, tirpalas išmaišomas ir šildomas ant silpnos ugnies 30 min.
Toliau tirpalas filtruojamas pro kietą filtrą. Nuosėdos ant filtro kelis kartus skalaujamos
distiliuotu vandeniu su 3–5 ml 5 % amonio oksalato (iki 100 ml vandens), po to tik distiliuotu
vandeniu. Skalavimas baigtas, kai filtratas nereaguoja su chloridais.
Norint įsitikinti, ar yra chloridų, ant stikliuko užlašinami keli lašai filtrato ir ant jo – pora lašų
sidabro nitrato. Drumstumas rodo, kad tirpale yra chloridų, o jeigu nesusidrumsčia – chloridų nėra.
Nuosėdos, likusios ant filtro, ištirpinamos, užpilant 10–15 ml sieros rūgšties (1:4),
surenkamos į kūginę kolbą, o filtras kelis kartus skalaujamas karštu distiliuotu vandeniu; bendras
filtrato kiekis turi sudaryti apie 80 ml. Gautas filtratas pakaitinamas vandens vonioje iki 80–90 ºC
temperatūros, atvėsinamas iki 70 ºC ir titruojamas 0,02 M KMnO4 iki švelniai rožinės spalvos,
išliekančios 30 sekundžių.
Rezultatų skaičiavimas
Procentinis CaO kiekis apskaičiuojamas pagal formulę:
CaO = b
a 1000028,0 %,
33
čia a – ml 0,02 M KMnO4,
b – pieno mėginio masė g.
Galutinis rezultatas skaičiuojamas kaip mažiausiai dviejų analizių rezultatų aritmetinis
vidurkis. Taip pat apskaičiuojamas procentinis kalcio kiekis piene. Karvės piene vidutinis Ca
kiekis – 0,09-0,14 %.
2. Fosforo kiekio nustatymas piene kolorimetriniu metodu
Darbo eiga
Į 50 ml talpos matavimo kolbą įpilama 10 ml mineralizuoto mėginio ir pripilama distiliuoto
vandens iki brūkšnio. 4 ml praskiesto tirpalo pamatuojama į kitą 50 ml talpos matavimo kolbą,
kolba papildoma 20 ml distiliuoto vandens, 4 ml amonio molibdato(VI) su H2SO4. Išmaišius
pripilama 10 ml reagento hidrochinono ir kolba iki brūkšnio papildoma distiliuotu vandeniu
(reagentas ruošiamas prieš pat naudojimą: į menzūrą įpilami vienodi kiekiai 0,5 % hidrochinono
tirpalo ir 20 % natrio sulfato(IV) arba natrio sulfito tirpalo, išmaišoma). Tirpalas nusidažo mėlyna
spalva.
Tuo pat metu ruošiamas tuščiasis mėginys, naudojamas kolorimetrui kalibruoti, taip pat
lyginamasis mėginys, naudojamas kaip skaičiavimo pagrindas fosforo kiekiui piene nustatyti.
Po 1,5 val. nustatoma tirpalo absorbcija fotokolorimetre, naudojant 1 cm kiuvetę ir filtrą,
maksimaliai praleidžiantį 600–610 nm ilgio šviesos bangas.
Tuščiasis mėginys ruošiamas taip pat, kaip ir tiriamasis, tik vietoje mineralizuoto ir atskiesto
mėginio naudojamas toks pat kiekis distiliuoto vandens.
Lyginamojo mėginio paruošimas: į 50 ml talpos matavimo kolbą įpilama 10 ml standartinio
tirpalo, kurio 1 ml yra 0,01 mg fosforo, tada pilami 4 ml amonio molibdato(VI) su sieros rūgštimi,
išmaišoma ir įpilama 10 ml hidrochinono reagento, iki viršaus pripilama distiliuoto vandens.
Praėjus 1,5 val. matuojama absorbcija.
Pagal skalę nustatytos absorbcijos vertės proporcingos fosforo kiekiui. Šiuo pagrindu
skaičiuojamas fosforo kiekis analizuojamame tirpale.
Norint suskaičiuoti fosforo kiekį procentais arba mg 100 g pieno, reikia įvertinti pasverto
pieno mėginio masę, atitinkančią apskaičiuotą fosforo vertę mg 50 ml tirpalo – tai sudaro 1/125 dalį
pasverto pieno.
Galutinis rezultatas apskaičiuojamas kaip aritmetinis vidurkis mažiausiai dviejų analizių,
kurių rezultatai skiriasi ne daugiau kaip 0,003 %.
100 g karvės pieno vidutiniškai yra 100 mg fosforo (nuo 75 iki 125 mg). Jo kiekis priklauso
nuo fiziologinių ypatybių, veislės ir kitų aplinkybių.
Įranga, priemonės ir reagentai
Analitinės svarstyklės;
traukos spinta;
atviros liepsnos degiklis;
filtras;
vandens vonia;
fotokolorimetras;
25 ml ir 400 ml menzūros;
34
100 ml kūginė kolba;
50 ml matavimo kolba;
100 ml Kjeldalio kolba;
5 ml ir 10 ml pipetės;
HNO3 (azoto rūgštis, nitrato rūgštis, vandenilio trioksonitratas);
HClO4 (perchlorato rūgštis, vandenilio tetraoksochloratas);
10 % NH4Cl (amonio chloridas);
NH3 (amoniako) tirpalas (praskiestas 1:2 distiliuotu vandeniu);
metileno raudonasis indikatorius;
5 % (NH4)2C2O4 (amonio oksalato) tirpalas;
H2SO4 (sieros rūgštis, sulfato rūgštys);
0,02 M KMnO4 (kalio permanganatas, kalio tetraoksomanganatas);
(NH4)6Mo7O24 (amonio molibdatas);
0,5 % C6H4(OH)2 (hidrochinonas, 1,4-benzendiolis);
20 % Na2SO4 (natrio sulfatas) arba Na2SO3 (natrio sulfitas, dinatrio trioksosulfatas).
Kontroliniai klausimai
1. Kokiais metodais dažniausiai nustatomas kalcio kiekis maisto produktose?
2. Kokiu metodu nustatomas fosforo kiekis maisto produktuose?
35
9 laboratorinis darbas. ETANOLIO KIEKIO NUTATYMAS MAISTO
PRODUKTUOSE
Etanolio (etilo alkoholio) kiekis nustatomas atliekant galutinę produktų kontrolę ir
technologinių procesų metu, kurių metu vyksta alkoholinė fermentacija, pvz., gaminant kai kuriuos
pieno produktus, alų, vyną, degtinę, midų, konditerijos gaminius, spirito actą. Etanolio kiekio
nustatymas spiritiniuose gėrimuose (spirite, degtinės gaminiuose) vadinamas stiprumo nustatymu.
Etanolio kiekio nustatymo metodus maisto produktuose galima suskirstyti į fizikinius ir
cheminius. Cheminiai metodai naudojami nustatant nedidelį etanolio kiekį – mažesnį nei 1 %.
Taikant šiuos metodus, etanolis distiliuojamas iš vandeninių tirpalų, naudojant standartinį kalio
dichromato(VI) tirpalą, kuris rūgštinėje aplinkoje oksiduojamas iki acto rūgšties:
oksidavimas K2Cr2O7
ROH RCOOH.
+ H2SO4
Sunaudoto K2Cr2O7 perteklius nustatomas jį redukuojant arba KI tirpalu ir titruojant
išsiskyrusį jodą 0,1 M natrio tiosulfato tirpalu arba Moro (Mohr’o) druska (geležies(III)-amonio
sulfatu(VI)), kurios perteklius nutitruojamas 0,1 M KMnO4 tirpalu.
Kai produktuose etanolio kiekis didesnis nei 15 %, dažniausiai naudojami fizikiniai metodai,
kurie pagrįsti vandeninių tirpalų, gautų distiliuojant mėginį, tankio matavimu. Etanolio distiliavimas
vandens garais vyksta distiliavimo aparate, sudarytame iš distiliavimo kolbos, jungiamojo
vamzdelio, vandens šaldytuvo ir rinktuvo – matavimo kolbos. Distiliato kiekis turi būti lygus
distiliavimui paimto produkto (vyno, alaus) kiekiui.
Vandeninio etanolio tirpalo tankis matuojamas piknometriniu arba areometriniu metodu.
Areometriniam matavimui galima naudoti Gei – Liusako areometrą, parodantį tikrąjį tankį.
Nustačius tankį, etanolio kiekis (gramais 100 ml arba tūrio procentais) tiriamame mėginyje
surandamas pagal lentelėje pateiktus duomenis. Praktikoje naudojamas specialus tankio matavimo
prietaisas vadinamas Tralio (Tralle) areometru (žr. 2 laboratorinį darbą), kuris rodo etanolio kiekį
Tralio laipsniais (ºTr), t. y. etanolio tūrio % (etilo alkoholio kiekį cm3 100 cm
3 tirpalo). Nustatant
etanolio kiekį aluje, naudojamas areometras, sugraduotas nuo 0 iki 5 ºTr arba nuo 5 iki 10 ºTr,
vyne – nuo10 iki 15 ºTr ir t. t., priklausomai nuo etanolio kiekio produkte.
Darbo tikslas – išmokti nustatyti etanolį maisto produktuose.
Užduotis. Nustatyti etanolį vaisių sultyse titravimo metodu, vyne – matuojant distiliato tankį.
1. Etanolio kiekio nustatymas vaisių sultyse titravimo metodu (cheminiu)
Pirmiausiai etanolis oksiduojamas kalio dichromato(VI) tirpalu:
3 C2H5OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 → 3 CH3COOH + 2 Cr2(SO4)2 + 2 K2SO4 + 11 H2O.
Kalio dichromato perteklius reaguoja su kalio jodidu:
K2Cr2O7 + 6 KI + 7 H2SO4 → 4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 I2 + 7 H2O.
Susidaręs laisvas jodas nustatomas jodometriškai:
I2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaI + Na2S4O6.
Darbo eiga
Pipete pamatuojama 5 ml sulčių, supilama į 250 ml talpos distiliavimo kolbą, cilindru
pamatuojama 150 ml distiliuoto vandens ir supilama į distiliavimo kolbą. Kolba sujungiama su
36
aparatu (2 pav.). Distiliatas renkamas į kūginę 250 ml talpos kolbą (su nušlifuotu kamščiu), į kurią
prieš distiliuojant įpilama 25 ml 0,033 M kalio dichromato(VI) tirpalo ir 25 ml 50 % sieros rūgšties
tirpalo. Distiliuojama, kol susirinks apie 100 ml distiliato (bendrasis skysčio tūris surinktuve turi
būti apie 150 ml). Kolba su distiliatu užkemšama kamščiu, atsargiai pamaišoma ir paliekama
kambario temperatūroje 1 valandą. Tada įpilama 0,5 g kalio jodido ir titruojama 0,1 M natrio
tiosulfato tirpalu, 1 % krakmolo tirpalą naudojant kaip indikatorių, kol tirpalas nusidažo tamsiai
mėlyna spalva. Taip pat atliekamas ir kontrolinis titravimas.
2 pav. Distiliavimo aparatas
1 – kaitinimo šaltinis, 2 – apvaliadugnė distiliavimo kolba, 3 – Viurco perėjimas, 4 – termometras,
5 – Lybigo kondensatorius, 6, 7 – šaldantis vanduo, 8 – distiliato surinkimo kolba, 9 – ertmė siurblio
prijungimui, 10 – alonžas
Rezultatų skaičiavimas
Etanolio kiekis skaičiuojamas gramais 100 g arba 100 cm3 pagal formulę:
g
baA
00115,0)( ,
čia a – 0,1 M Na2S2O3 kiekis sunaudotas kontrolinio bandymo metu,
b – 0,1 M Na2S2O3 kiekis sunaudotas tiriant mėginį,
g – mėginio masė arba tūris (g arba ml),
0,00115 – perskaičiavimo koeficientas.
Skaičiuojamas dviejų analizių aritmetinis vidurkis, rezultatai neturi skirtis daugiau kaip 0,05.
Jeigu tiriamame produkte etanolio kiekis nurodomas tūrio procentais, gautą rezultatą reikia
padalinti iš 0,7894 (etanolio masė 20 ºC temperatūroje).
Etanolio kiekis vaisių sultyse neturi viršyti 0,5 % tūrio, o sultyse, kurių sudėtyje yra vynuogių,
aviečių, vyšnių, gervuogių, juodauogio šeivamedžio ir erškėtrožių sulčių, – ne daugiau kaip 0,7 %.
2. Etanolio kiekio nustatymas vyne, matuojant distiliato tankį
Darbo eiga
Distiliato paruošimas. Į distiliavimo kolbą įpilama 100 ml vyno ir 50 ml distiliuoto vandens.
Tirpalas neutralizuojamas 1 M NaOH tirpalu, naudojant lakmuso popierėlį. Tada kolba sujungiama
su aparatu ir distiliuojama į 100 ml talpos matavimo kolbą. Kai susirenka apie 95 ml distiliato,
37
distiliuoti baigiama, distiliatas atvėsinamas iki 20 ºC temperatūros, kolba pripildoma iki žymės ir
gerai išmaišoma.
Vyno stiprumo matavimas areometru. Apie 100 ml distiliato per sienelę supilama į sausą
cilindrą, atsargiai pamerkiamas areometras. Cilindras turi būti tokio dydžio, kad areometras jame
galėtų laisvai plaukti, neliesdamas nei sienelių, nei dugno. Kai areometras nusistovi vertikalioje
padėtyje, užrašomi jo rodmenys.
Distiliato tankio nustatymas piknometru. Švarus ir sausas piknometras pasveriamas 0,0001 g
tikslumu. Į piknometrą įpilama 20 ºC temperatūros distiliuoto vandens, užkemšama kamščiu. Po
1 min vanduo išpilamas ir vėl įpilama 20 ºC temperatūros distiliuoto vandens, piknometras
užkemšamas, nepaliekant oro burbuliukų nei piknometre, nei kapiliare. Piknometras nuvalomas,
kad būtų sausas ir pasveriamas 0,0001 g tikslumu. Tuomet vanduo išpilamas, piknometras kelis
kartus paskalaujams distiliatu, pripilama distiliato ir vėl sveriama 0,0001 g tikslumu.
Rezultatų skaičiavimas
Tiriamo distiliato tankis skaičiuojamas pagal formulę g (cm3)-1
:
12
1320
mm
mmd
,
čia m1 – tuščio piknometro masė g,
m2 – piknometro masė su 20 ºC temperatūros vandeniu g,
m3 – piknometro masė su distiliatu g.
Nustačius distiliato tankį, lentelėje randamas atitinkamas etanolio kiekis, parodantis etanolio
stiprumą gramais 100 ml arba cm3
arba tūrio procentais.
Etanolio kiekis vyne priklausomai nuo vyno rūšies būna nuo 9 iki 18 tūrio %.
Įranga ir reagentai
Distiliavimo aparatas;
Tralio alkometras;
piknometras;
50, 100 ml cilindrai;
100 ml talpos matavimo kolba;
5, 25 ml pipetės;
250 ml talpos kūginė kolba;
0,033 M K2Cr2O7 (kalio dichromato, dikalio heptaoksodichromato) tirpalas;
50 % H2SO4 (sieros rūgšies, sulfato rūgščių) tirpalas;
KI (kalio jodido) tirpalas;
0,1 M Na2S2O3 (natrio tiosulfato) tirpalas;
1 % krakmolo tirpalas;
1 M NaOH (natrio hidroksido, natrio šarmo) tirpalas;
lakmuso popierėlis.
Kontroliniai klausimai
1. Kokie yra etilo alkoholio kiekio nustatymo metodai maisto produktuose?
2. Kokius žinote fizikinius etilo alkoholio kiekio nustatymo metodus?
3. Kokius žinote cheminius etilo alkoholio kiekio nustatymo metodus?
4. Kokiais vienetais matuojamas etilo alkoholio kiekis maisto produktuose?
38
6 lentelė. Etanolio kiekis alkoholiniuose-vandeniniuose tirpaluose
priklausomai nuo tankio 20
20d
Tankis Etanolis
g (100 cm3)-1
Etanolis
tūrio % Tankis
Etanolis
g (100 cm3)-1
Etanolis
tūrio %
0,9829
0,9828
27
26
25
24
23
22
21
20
0,9819
18
17
16
15
14
13
12
11
10
0,9809
08
07
06
05
04
03
02
01
0,9800
10,59
10,66
10,74
10,81
10,89
10,96
11,04
11,12
11,19
11,27
11,34
11,42
11,49
11,57
11,65
11,72
11,80
11,88
11,96
12,03
12,11
12,19
12,27
12,34
12,42
12,50
12,58
12,65
12,73
12,81
13,34
13,44
13,53
13,62
13,72
13,82
13,91
14,01
14,10
14,20
14,29
14,39
14,48
14,58
14,68
14,77
14,87
14,97
15,07
15,16
15,26
15,36
15,46
15,55
15,65
15,75
15,85
15,95
16,04
16,14
0,9799
0,9798
97
96
95
94
93
92
91
90
0,9789
88
87
86
85
84
83
82
81
80
0,9779
78
77
76
75
74
73
72
71
0,9770
12,89
12,97
13,05
13,13
13,20
13,28
13,36
13,44
13,52
13,60
13,68
13,76
13,84
13,92
14,00
14,08
14,15
14,23
14,31
14,39
14,47
14,55
14,64
14,71
14,76
14,87
14,95
15,03
15,11
15,19
16,24
16,34
16,44
16,54
16,64
16,74
16,84
16,94
17,04
17,14
17,24
17,34
17,44
17,54
17,64
17,77
17,84
17,94
18,04
18,14
18,24
18,34
18,44
18,54
18,64
18,74
18,84
18,94
19,04
19,14
39
LITERATŪRA
1. Analiza źywności. Część I. Skrypt pod redakcją naukową prof. dr. hab. Mirosławy Klepackiej.
Fundacja Rozwój SGGW, 2005, s. 211.
2. Ćwiczenia z analizy źywności pod redakcją Zofii Źegarskiej. Wydawnictwo Uniwersytetu
Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn, 2000, s. 104.
3. LST EN ISO 3960:2005 Gyvūniniai ir augaliniai riebalai ir aliejus. Peroksidų skaičiaus
nustatymas (ISO 3960:2001).
4. LST EN ISO 3960:2009 Gyvūniniai ir augaliniai riebalai ir aliejus. Peroksidų skaičiaus
nustatymas. Jodometrinis (vizualus) nustatymas pagal ekvivalentinį tašką (ISO 3960:2007).
5. LST EN ISO 660:2000 Gyvūniniai ir augaliniai riebalai ir aliejus. Rūgščių skaičiaus ir
rūgštingumo nustatymas (ISO 660:1996).
6. Richard Owusu-Apenten, Introduction to Food Chemistry. CRC Press, 2005, 17-23 p.
7. Žalio pieno pirminių kokybės rodiklių įvertinimo instrukcija. Patvirtinta Lietuvos Respublikos žemės
ūkio ministro 2006 m. liepos 25 d. įsakymu Nr. 3D – 303. Prieiga per internetą:
http://www.zum.lt/min/failai/060725-3D-303p.pdf
40
SL 399. 2012.12.17. Aut. sp. l. 2,05. Užsakymo Nr. 75. Leido ASU Leidybos centras – 2012.
Studentų g. 11, LT-53361 Akademija, Kauno r.